%0 Generic
%A Rauschendorf, Marc-Alexander
%D 2011
%F heidok:12501
%K DDX3X , DDX3Y , DEAD-Box RNA-Helikase , Allel-spezifische Promoterevolution , Azoospermia Faktor a DeletionDDX3X , DDX3Y , DEAD-Box RNA helicase , allele-specific promoter evolution , Azoospermia Factor a deletion
%R 10.11588/heidok.00012501
%T Molekulare Struktur- und Funktionsanalyse der Transkriptionskontrolle der GeneDDX3X und DDX3Y in der männlichen Keimbahn
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/12501/
%X Das Y-chromosomale Gen DDX3Y und das X-homologe Gen DDX3X kodieren zwei RNA-Helikasen der DEAD-Box Familie, die beide funktionell in verschiedenen Phasen der Human Spermatogenese aktiv sind (Ditton et al., 2004). Deletionen der „Azoospermia Factor a“ (AZFa) Region  in Yq11, in der DDX3Y lokalisiert ist, führen zu einem Totalverlust der männlichen Keimzellen, dem „Sertoli Cell-only“ (SCO)-Syndrom. Beide Gene weisen in den kodierenden Sequenzen eine hohe Konserviertheit (92,4%) ihrer Aminosäure-Sequenzen auf, was auf eine funktionelle Selektion beider Genkopien hindeutet. Die Promoter- und 5´UTR-Sequenzen haben dagegen, seit Fehlen der Rekombination der Säuger Gonosomen, deutliche Chromosomen-spezifische Sequenzveränderungen durchlaufen. Diese Veränderungen haben zur Entstehung einer komplexen hodenspezifischen Transkriptions- und Translationskontrolle beider Gene geführt. Auf Grund der Allel-spezifischen Sequenzevolution sind unterschiedliche Core-Promotermodule zur Keimbahn-spezifischen Expressionskontrolle etabliert worden. Einige Sequenzmotive geben auch erste Hinweise auf unterschiedliche Chromatinstrukturen der beiden Promoterdomänen. Durch die Kombination von vergleichender Genomik in sechs Säugerspezies (Mensch, Schimpanse, Rhesusaffe, Weißbüschelaffe, Rind, Maus) für beide Gene und gezielten Experimenten, konnten sowohl Allel-spezifische, als auch Spezies-spezifische cis-regulative Module identifiziert werden. So konnten in den Human DDX3(X/Y) Promoterregionen neun konservierte Sequenzblöcke kartiert werden. Ein solcher Sequenzblock ist der Y-spezifische MSY2 Minisatellit (Bao et al., 2000). Eine MSY2, bzw. homologe MSY2-X Basissequenz konnte in allen Spezies für DDX3Y und DDX3X stromaufwärts zu den Transkriptionseinheiten identifiziert werden. Eine Vervielfältigung der MSY2 Sequenz erfolgte allerdings nur in Primaten und nur in der Keimzell-spezifischen Promoterdomäne von DDX3Y. In den neun Human X-Y Sequenzblöcken wurden 24 X-Y konservierte Transkriptionsfaktorbindestellen (TFBS) identifiziert. Besonders auffällig ist eine in allen untersuchten Spezies X-Y konservierte SOX5-TFBS, die in den MSY2 und MSY2-X Sequenzen lokalisiert ist. Insgesamt konnten 30 X-Y konservierte TFBS in den Human Promotersequenzen kartiert werden. Die Mehrzahl der dazugehörigen TFs weist eine Expression in Hodengewebe auf. Sechs gemeinsame TF-Module konnten identifiziert werden, wovon eines positionshomolog lokalisiert ist. Die konservierten TFBS und gemeinsamen TF-Module deuten somit auf einen gewissen Grad von Co-Regulation der beiden Gene in der männlichen Keimbahn hin. Daneben konnten zusätzlich mehrere Allel-spezifisch repetitive TFBS und TFBS-Cluster kartiert werden, die offensichtlich eine genspezifische Transkriptionskontrolle vermitteln. Die Kombination aus in-silico Analysen und gezielten Luziferase-Reportergenanalysen demonstriert somit eine erfolgreiche Strategie zur Identifizierung wesentlicher cis-Kontrollelemente für die DDX3(X/Y) Keimbahnexpression. Diese cis-Module sind daher gute Sequenzmotive für die molekulargenetische Mutationsanalyse bei infertilen Männern mit Verdacht auf Fehlfunktion der DDX3(X/Y) Expression.