Strukturbiologische Untersuchung der mRNA Erkennung durch FMRP und TDP-43, zwei RNA bindende Proteine die mit neuronalen Krankheiten assoziiert sind

• Antragsteller: Dr. Klaas Max
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 192380013

Die Störung posttranskriptionaler Netzwerke durch Mutationen, Deletionen, oder Überexpression von RNA-bindenden Protein verursacht diverse Krankheiten. Es ist jedoch wenig über ihre RNA Interaktionspartner, sowie ihre Funktion und Regulation bekannt. Zahlreiche neurodegenerative Störungen werden durch eine veränderte RBP Expression verursacht, wodurch nachgeschaltete posttranskriptionale Netzwerke gestört werden [1].Bereits gut untersuchte Beispiele beinhalten das Fragile-X-Syndrom (FXS) [2] und die amyotrophe Lateralsklerose [3]. Dieses Projekt widmet sich der Erkennung von mRNA Zielen durch zwei krankheitsassoziierte Proteine, von denen eines (FMRP) mit FXS und bestimmten Formen des Autismus assoziiert ist und Mutationen im anderen (TDP-43) mit ALS assoziiert sind. Die molekularen RNA Ziele dieser RBP wurden in der Gruppe des Gastgebers bereits mit dem PAR-CLIP (photoaktivierbare Quervernetzung von Ribonucleotiden mit anschließender Immunpräzipitation) Verfahren in Kombination mit Hochdurchsatzsequenzierungen untersucht. Diese Methode ermöglicht die Identifikation zellulärer RNA Ziele sowie die Ableitung von RNA Erkennungselementen aus deren Konsensussequenzen. Die ausgewählten RBP werden in An- und in Abwesenheit ihrer biologisch relevanten RNA Ziele sowie weiterer Interaktionspartner mit biophysikalischen und strukturbiologischen Methoden untersucht werden. Dieser Ansatz wird über die Analysen kurzer RNA Fragmente mit isolierten RNA-bindenden Domänen hinausreichen. Einsichten in die molekularen Strukturen und Faltungszustände der RBP in Gegenwart und Abwesenheit von ihren Liganden wird eine Ableitung von Hypothesen über ihre molekulare Funktionen und ihre Regulation erlauben, die anschließend in-vitro und in lebenden Zellen überprüft werden. Ein umfangreicheres Verständnis über RBP auf molekularer Ebene sowie im Kontext der Zelle könnte zur Entwicklung von pharmakologischen Strategien bei RBP-assoziierten Krankheiten beitragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Thomas Tuschl