Strukturelle Charakterisierung der human accelerated region 1 RNA vonMensch und Schimpansen

• Applicant: Professor Dr. Harald Schwalbe
• Subject Area: Structural Biology ; Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 151328194

Die human accelerated region 1 des Menschen (hHAR1F) besitzt mit 18 Mutationen auf 118nt zur homologen Schimpansensequenz (cHAR1F) den größten genetischen Drift aller 49 bisher identifizierten HARs. 96% aller HARs liegen in nicht-codierenden Abschnitten der mRNA. Um die bisher unbekannte Funktion dieser RNAs in der Entwicklung des menschlichen Bewusstseins zu verstehen, ist die Aufklärung der Sekundär- und Tertiärstruktur der HAR RNA mit atomarer Auflösung unerlässlich. Hierzu wird für cHAR1F ein 69mer und für hHAR1F ein 104mer als Subdomäne der Volllängenkonstrukte charakterisiert. Auf der Basis von NMR-spektroskopischen Untersuchungen dieser RNAs (Resonanzzuordnung, Messung von RDC-Daten, 13C-Relaxation und Relaxationsdispersion) sollen Modelle für die Tertiärstrukturen und deren Dynamiken ermittelt werden. Einzelne Mutationen der cHAR1F-Sequenz hin zur humanen Sequenz sollen Aufschluss geben, welche von den 18 Substitutionen den Konformationswechsel zur hHAR1F-RNA auslösen. Die Synthese der RNA-Konstrukte und deren Mutageneseuntersuchungen werden biochemisch durchgeführt. Die Kenntnis der Funktionen der cHAR1F und hHAR1F-RNA könnte Aufschluss über die Großhirnrindenentwicklung des Menschen im Unterschied zu der des Schimpansen liefern und einen Beitrag leisten zu verstehen, welche Eigenschaften kennzeichnend für die Spezies Mensch sind.

• DFG Programme: Research Grants