Funktionen des Tudor-Domänen enthaltenen Proteins TDRD6 in männlichen Keimzelle

• Antragsteller: Professor Dr. Rolf Jessberger
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Reproduktionsmedizin, Urologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 186884645

Tudor Domänen binden methylierte Argininreste in Proteinen und eventuell Nukleinsäuren. In Keimzellen sind die molekularen und zellulären Funktionen von Tudorproteinen wenig bekannt, jedoch weisen einige Publikationen auf wichtige oder essentielle Funktionen hin. TDRD6 wird spezifisch in Zellen der Spermatogenese ab dem Pachytän der Meiose exprimiert. Das Protein lokalisiert initial eher diffus in diesen Zellen, akkumuliert während der Meiose rasch in wenigen perinukleären Granula bekannt als Chromatoid Bodies (Typ 1). Später in Spermatiden akkumuliert TDRD6 in derem einen perinukleären Chromatoid Body (Typ 2). In der ersten Förderperiode konnten wir zwei bislang unbekannt Funktionen von TDRD6 identifizieren und charakterisieren: (1) im sog. nonsense-mediated decay (NMD) von RNA, und (2) in der Bildung von Spliceosomen. Die Ergebnisse zur Rolle im NMD wurden klürzlich publiziert (Fanourgakis et al., 2016), die Resultate zur Spliceosomenbildung in Spermatocyten wurden zur Publikation eingereicht (Akpinar et al., 2016). Neueste Daten weisen zudem auf eine zusätzliche Kernlokalisation des TDRD6 hin. Auf die in der 1. Förderperiode gewonnenen Daten aufbauend lautet unsere Hypothese, dass TDRD6 eine wichtige Rolle in der Bildung verschiedener RNA-Protein-Komplexe und intrazellulärer Körperchen spielt, die Arginin-methylierte Proteine enthalten. Zudem reguliert TDRD6 die Argininmethylierung durch Kontrolle der Methyltransferase PRMT5. Daher kommt TDRD6 eine bedeutende Funktion in Prozessen der Spermatogenese zu, die von Argininmethylierung abhängen. In der beantragten 2. Förderperiode planen wir, fundamentale Eigenschaften des TDRD6 zu bestimmen, die dessen Rolle in der Bildung von Proteinkomplexen und der Regulation der PRMT5 zugrundeliegen. Unsere spezifischen Ziele sind daher:(1) die Regulation von TDRD6 zu verstehen(2) zu verstehen, wie TDRD6 die Methyltransferase PRMT5 reguliert(3) die Rolle von TDRD6 im Zellkern zu charakterisieren. Wir haben umfangreiche Voraussetzungen für die erfolgreiche Bearbeitung dieser Fragen geschaffen, u.a. TDRD6-defiziente Mäuse, ein voll funktionsfähiges TDRD6-LAP Transgen tragende Mäuse, die Reinigung spezifischer Spermatogenesepopulationen ermöglichender Mäuse, wie auch RIP, Chromatoid Body Proteomics und Transcriptomics, und in vitro Translation. Wir erwarten, sehr zentrale Einsichten in die Rollen und Charakteristika von TDRD6 zu erhalten, die uns mittelfristig ermöglichen werden, detaillierte Analysen der spezifischen Aktivitäten von TDRD6 in NMD und Spliceosomenbildung zu unternehmen sowie potentielle weitere Funktionen zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen