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Zusammenfassung
DNA Methyltransferasen (Dnmts) in Eukaryoten katalysieren die Umwandlung von
Cytosin zu 5-Methylcytosin. Die Spalthefe Schizosaccharomyces pombe besitzt eine
mögliche DNA Methyltransferase namens Pombe Methyltransferase1 (Pmt1), die zur
Familie der Dnmt2 Enzyme gehört, besitzt jedoch keine nachweisbare DNA
Methylierung. Dnmt2 Homologe aus verschiedenen Organismen sind in der Lage,
tRNAAsp an Position C38 zu methylieren und zeigen vergleichsweise geringe DNA
Methylierungsaktivität. Die biologische Funktion dieser tRNA-Modifikation ist bisher
kaum erforscht.
Unsere Ergebnisse aus in vitro Methylierungsanalysen mit rekombinantem Pmt1
zeigen, dass das S. pombe Homologe von Dnmt2 in der Lage ist, tRNAAsp und
tRNAGlu aus der Spalthefe zu methylieren. Diese Resultate demonstrieren, dass
Pmt1 ein aktives Enzym ist, obwohl frühere Untersuchungen nahe legten, dass eine
Abweichung von der Konsensussequenz der Dnmt2 Enzyme im katalytischen
Motiv IV zu einer Inaktivierung des Enzyms geführt hat. Mittels der RNA BisulfitSequenzierung konnten wir diese Aktivität auch in vivo zeigen. Interessanterweise
zeigten unsere Untersuchungen, dass die Aktivität von Pmt1 durch die Nährstoffe im
Kultivierungsmedium reguliert wird. Die Methyltransferaseaktivität von Pmt1 wurde
induziert, wenn dem S. pombe Vollmedium Pepton zugesetzt wurde. Des Weiteren
konnten wir zeigen, dass für die Induktion der Pmt1-Aktivität die Serin/ThreoninKinase Sck2 benötigt wird, wohingegen die Kinasen Sck1, Pka1 und Tor1 keinen
Einfluß auf die Pmt1-abhängige tRNA-Methylierung hatten. Schließlich konnten wir
außerdem zeigen, dass Hefezellen, die eine starke tRNA-Methylierung aufweisen,
eine verkürzte chronologische Lebensspanne besitzen. Die Deletion des pmt1+-Gens
führt hingegen zu einer Verlängerung der Lebensspanne der S. pombe Zellen.
Zusammengefasst
zeigen
unsere
Daten,
dass
Pmt1
eine
aktive
tRNA
Methyltransferase ist, dass die Funktion von Pmt1 nährstoffabhängig von der
Serin/Threonin kinase Sck2 reguliert wird, und dass Pmt1 an der Regulation der
chronologischen Alterung in der Spalthefe Schizosaccharomyces pombe beteiligt ist.