Summerer

Verbesserte, programmierbare Genomblockierung mit genetisch kodierten, DNA-interkalierenden Repressormodulen

Die selektive Blockierung genomischer Loci mit Designer-Molekülen ist der Schlüssel zur Kontrolle der Genexpression mit Implikationen für Therapie, funktionelle Genomik und synthetische Biologie. Cys2His2 Zinkfinger (ZF) repräsentieren wegen ihrer Programmierbarkeit, Sequenzbreite und ausreichenden Selektivität für die Bindung von Loci in großen Genomen ein besonders attraktives Gerüst für dieses Ziel. Allerdings leidet ihre Verwendung als DNA-bindende, transkriptionale Repressoren unter niedrigen Effizienzen und der Abhängigkeit von bestimmten Promotor-Kontexten oder benötigt die Rekrutierung von natürlichen, schlecht verstandenen Gen-Inaktivierungsmechanismen, die den Anwendungsbereich bzgl. angestrebter Organismen und Zielpromotoren einschränken.

Wir werden das funktionelle Repertoire von ZF-Repressoren durch genetische Kodierung von DNA-interkalierenden Aminosäuren erweitern. Dies wird in artifiziellen, ZF-basierten Repressoren resultieren, die das Potential besitzen, ihre Zielsequenzen mit erhöhter Affinität zu binden und starke konformationelle Änderungen im DNA-Duplex zu induzieren. DNA Interkalation duch kleine Moleküle ist ein fest etablierter Repressionsmechanismus der transktriptionalen Initiation und Elongation. Konsequenterweise birgt diese Strategie ein hohes Potential für die Konstruktion effizienter und autonomer transkriptionaler Repressoren.

Innerhalb des Projektes werden wir: 1.) DNA-interkalierende Aminosäuren synthetisieren, 2.) die Translationskomponenten für ihre genetische Kodierung entwickeln und 3.) optimale Interkalationsmodule für die Repression der transkriptionalen Initiation und Elongation durch evolutives Design etablieren und charakterisieren, die mit ZF Proteinen in modularer Weise verknüpft werden können.

Dr. Daniel Summerer
Universität Konstanz

Tel.: +49 7531 88 5669

Email Dr. Summerer

Publications within the SPP 1623 project

P. Rathi, S. Maurer, D. Summerer
Philos. Trans. r. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2018, 373, 1748
Selective Recognition of N4-Methylcytosine in DNA by Engineered Transcription-Activator-Like Effectors
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M.J. Schmidt, D. Summerer
Directed Evolution of Orthogonal Pyrrolysyl-tRNA Synthetases in Escherichia coli for the Genetic Encoding of Noncanonical Amino Acids. In: Lemke E. (eds) Noncanonical Amino Acids. Methods in Molecular Biology, 2018, vol 1728. Humana Press, New York, NY
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P. Rathi, A. Witte, D. Summerer
Sci. Rep. 2017, 7(1), 15067
Engineering DNA Backbone Interactions Results in TALE Scaffolds with Enhanced 5-Methylcytosine Selectivity.
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S. Flade, J. Jasper, M. Gieß, M. Juhasz, A. Dankers, G. Kubik, O. Koch, E. Weinhold, D. Summerer
ACS Chem. Biol. 2017, 12(7), 1719-1725
The N6-Position of Adenine Is a Blind Spot for TAL-Effectors That Enables Effective Binding of Methylated and Fluorophore-Labeled DNA.
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S. Maurer, M. Giess, O. Koch, D. Summerer
ACS Chem. Biol. 2016, 11, 3294-3299.
Interrogating key positions of size-reduced TALE-repeats reveals a programmable sensor of 5-carboxlcytosine
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Y.J. Lee, M.J. Schmidt, J.M. Tharp, A. Weber, J. Gao, M.L. Waters, D. Summerer, W.R. Liu
Chem. Commun. 2016, 52(85), 12606-12609.
Genetically encoded fluorophenylalanines enable insights into the recognition of lysine trimethylation by an epigenetic reader
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P. Rathi, S. Maurer, G. Kubik, D. Summerer
J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 9910-9918
Isolation of human genomic DNA sequences with expanded nucleobase selectivity
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G. Kubik, D. Summerer
ChemBioChem 2016, 17, 975-980
TALEored epigenetics: a DNA-binding scaffold for programmable epigenome editing and analysis
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