Im Zellkern ist die DNA zusammen mit verschiedenen anderen Faktoren zu Chromatin gepackt, das in aktive und inaktive Kompartimente unterteilt wird, die Euchromatin und Heterochromatin genannt werden. Die Aufrechterhaltung des stillgelegten und dicht gepackten Zustandes des Heterochromatins ist äußerst wichtig, da es für die Genomstabilität und die räumliche Organisation der Kernkompartimente von wesentlicher Bedeutung ist und eine Fehlfunktion zu schwerwiegenden Beeinträchtigungen zellulärer Prozesse führen kann. Heterochromatin besteht aus fakultativem Heterochromatin, das in bestimmten Situationen aktiv wird, und konstitutivem Heterochromatin, das meist stillgelegt und dauerhaft verdichtet ist. Konstitutives Heterochromatin aus (peri)zentromerischen Regionen verschiedener Chromosomen lagert sich in der Interphase in Mauszellen zu Heterochromatinclustern zusammen. Da der Mechanismus der Bildung von konstitutivem Heterochromatin und die an diesem Prozess beteiligten Faktoren noch nicht vollständig geklärt sind, untersuchten wir die Zusammensetzung des konstitutiven Heterochromatins in Mausgeweben. Dazu optimierten wir ein Protokoll zur nativen und unvoreingenommenen Isolierung von Heterochromatinclustern aus Mausgeweben und kombinierten es mit einer quantitativen Massenspektrometriemethode. Wir identifizierten und validierten bisher unbekannte und bekannte an der Bildung und Funktion von Heterochromatinclustern beteiligte Proteine. Wir beobachteten eine variierende Organisation des Heterochromatins in verschiedenen Geweben und identifizierten Heterochromatinproteine mit unterschiedlicher Abundanz im Gehirn- und Lebergewebe der Maus. Insbesondere MeCP2, ATRX and Histon H1 könnten eine Rolle bei der gewebespezifisch unterschiedlichen Organisation des Heterochromatins spielen, aber auch neu identifizierte Kandidaten für Heterochromatinproteine sind möglicherweise beteiligt. Wir identifizierten das Methyl-CpG-bindende Protein 2 (MeCP2) als angereichert im Gehirn der Maus. Es bindet an methylierte Cytosine auf der DNA, rekrutiert zahlreiche Chromatin-assoziierte Faktoren und es wurde gezeigt, dass es während der terminalen Differenzierung dosisabhängig Heterochromatin-Clusterbildung induziert. Mutationen im MECP2-Gen wurden mit der neurologischen Erkrankung Rett-Syndrom in Verbindung gebracht und es wurde beschrieben, dass auch Veränderungen der Proteinkonzentration Krankheitssymptome verursachen können. Daher haben wir die MeCP2-Konzentration in Zellkernen aus dem Mausgehirn sowie in einem zellulären System nach Expression von Mecp2-GFP quantifiziert. Wir konnten zeigen, dass die MeCP2-Konzentration im Mäusegehirn der Konzentration in niedrig transfizierten Zellen in unserem zellulären System ähnelt. Darüber hinaus haben wir die MeCP2-Proteinkonzentrationen im Zellkern und in Heterochromatin-Kompartimenten bestimmt. Wir haben ein System entwickelt, das es ermöglicht, das MeCP2-Level von in cellulo und in vitro Experimenten an die in vivo Proteinkonzentration anzupassen und so die Vergleichbarkeit der experimentellen Ergebnisse mit der physiologischen Situation sicherzustellen. Die Organisation des Heterochromatins und seine Funktion werden nicht nur durch die beteiligten Proteine und ihre Konzentration, sondern auch durch posttranslationale Modifikationen von Chromatinproteinen reguliert. Daher isolierten wir MeCP2 aus dem Gehirn erwachsener Mäuse und analysierten seine Modifikationen mittels Massenspektrometrie. Wir identifizierten verschiedene posttranslationale Modifikationen und bestätigten den Einfluss von Argininmethylierung und Serinphosphorylierung auf die MeCP2-vermittelte Heterochromatinorganisation in einem zellulären System. Die Koexpression der Arginin-Methyltransferasen 1 und 6 führte zu einer Abnahme der Heterochromatin-Clusterbildung. Interessanterweise identifizierten wir die Rett-Syndrom Mutation R106 als mögliche Dimethylierungsstelle, was auf eine Rolle der posttranslationalen Modifikationen von MeCP2 bei der Pathologie des Rett-Syndroms hindeutet. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass unsere Daten zu einem besseren Verständnis der Organisation des konstitutiven Heterochromatins in Zellen und seiner Rolle bei der Entstehung von Krankheiten beitragen.