MeCP2

Das Protein MeCP2 bindet methylierte CpG-Dinukleotide in DNA-Promotoren und führt so zur Aktivierung und Inhibierung der Transkription. Es gehört zur Familie der methylierten DNA-bindenden Proteine (MBP) und wird von dem X-chromosomalen (Xq28) MECP2-Gen codiert. MeCP2 wird in allen somatischen Geweben exprimiert, wobei die Expression im Zentralen Nervensystem des Gehirns verstärkt ist. Hier wird es bei neuronaler Aktivität durch Phosphorylierung reguliert. In Zellen befindet sich das Protein aufgrund seiner Funktion im Zellkern.

MeCP2 besitzt zwei besondere funktionelle Domänen, eine Methyl-CpG-Bindedomäne (MBD) und eine Transkriptionsrepressionsdomäne (TRD). Aufgrund dieser Domänen ist die Hemmung der Transkription von DNA-Promotoren eine Funktion von MeCP2. Hierfür interagiert es mit Histondeacetylasen und einem Korepressor, wie z.B. Sin3A. Die entsprechenden Promotoren besitzen meist wenige CpG-Inseln, die aber in hohem Maße methyliert sind. Zielgene sind z. B. H19, BRCA1 und Gene für olfaktorische Rezeptoren. Der größte Teil (63%) der MeCP2-gebundenen Promotoren wird allerdings aktiv exprimiert. Hier besitzen die Promotoren viele CpG-Inseln, die aber nur wenig methyliert sind.

Um die Genexpression zu induzieren, interagiert MeCP2 mit dem Transkriptionsfaktor CREB1. Aktivierte Zielgene sind z.B. Neuropeptide wie Somatostatin oder Dopamin. Außerdem ist MeCP2 an der Chromatinverdichtung durch die Bindung an Nukleosomen und am RNA-Spleißen beteiligt.

Heterozygote Mutationen im MECP2-Gen verursachen das sogenannte Rett-Syndrom. Ein anderes Syndrom wird durch die Duplikation von MECP2 ausgelöst. Außerdem führt verminderte MECP2-Expression zu Autismus.