Molecular analysis of ARGONAUTE7 function

• Antragsteller: Professor Dr. Alexis Maizel
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227756690

Trans-acting small interfering RNAs (ta-siRNAs) sind pflanzen-spezifische kleine, regulatorische RNAs. Sie stammen von der Vorläufer-RNA TAS3 ab und kontrollieren die Menge an Auxin Response-Transkriptionsfaktoren während der Blatt- und Wurzelentwicklung. TAS3 wird in einem Komplex prozessiert, der aus dem ARGONAUTE Protein AGO7 und seiner assoziierten microRNA miR390 besteht. Dieser Komplex initiiert die Umwandlung von TAS3 einzelsträngiger in doppelsträngige RNA durch die RNA-abhängigen RNA-Polymerasen RDR6 und SGS3. Die Prozessierung der resultierenden dsRNA durch DCL4 führt dann zur Freisetzung der ta-siRNAs.Obschon dieser Prozess im Pflanzenreich zu den evolutionär ältesten im Bereich der kleinen RNAs gehört, ist bislang unbekannt, durch welchen Mechanismus die von AGO7 generierten TAS3-Vorläufer den Polymerasen RDR6 und SGS3 zugeführt werden. Einige Fakten weisen jedoch daraufhin, dass der AGO7/miR390-Komplex eine zentrale Funktion in der Weiterleitung von TAS3 an RDR6/SGS3 hat.Vor dem Hintergrund des hohen evolutionären Alters des TAS3-Weges und der exklusiven Funktion von AGO7 in diesem Weg erscheint eine Subfunktionalisierung von AGO7 auf der biochemischen Ebene sehr wahrscheinlich. In dem vorgeschlagenen Projekt wollen wir daher die Struktur-Funktionsbeziehungen von AGO7 bestimmen und seine Interaktionspartner identifizieren. Hierfür benutzen wir ProDoSS, eine neue Methode, die wir entwickelt haben. Gesamtziel dieser Arbeit ist es aufzuklären, wie AGO7 arbeitet und wie bestimmte RNAs aus dem normalen RNA-Abbauweg abgezweigt und RDR/DCL zugeführt werden. Dieses Wissen ist zentral für das Verständnis der Koexistenz und des Wechselspiels von RNA-Qualitätskontrolle und Silencing-Mechanismen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen