Discovery of proteins involved in the expression and assembly of specific chloroplast gene products through a novel polysome immunoprecipitation approach

• Antragsteller: Dr. Reimo Zoschke
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 199701000

Da Chloroplasten von photosynthetischen Bakterien abstammen, enthalten sie ein eigenes Genom und eine Genexpressionsmaschinerie. Die Mehrzahl chloroplastidärer Proteine ist jedoch kernkodiert und wird im Cytosol translatiert, wodurch die koordinierte Expression kern- und plastidär kodierter Genprodukte erforderlich wird. Die plastidäre Genexpression vereint bakterielle Merkmale, wie die Operonstruktur der Gene und eine eubakterielle Transkription und Translation mit neu erworbenen Charakteristika, wie der Transkription durch Phagentyp-RNA-Polymerasen, intercistronische Prozessierung, extensives Spleißen und Edieren, transkriptspezifische Schutzfaktoren und Translationsaktivatoren. Diese erworbenen Charakteristika werden primär durch ungewöhnliche Familien von RNA-Bindeproteinen realisiert, die vorwiegend in den Organellen agieren.Translation und RNA-Stabilität sind zentrale Elemente der Regulation der chloroplastidären Genexpression. Dennoch sind wenige spezifische Faktoren bekannt, die diese Prozesse regulieren oder mit posttranslationellen Vorgängen wie der Proteinfaltung, -lokalisation oder -assemblierung koppeln. Dieses Projekt nutzt die innovative Methode der nascent-chain polysome immunoprecipitation (NCPIP), um nach solchen Faktoren zu suchen. NCPIP nutzt Antikörper für die Präzipitation spezifischer naszierender Proteine mit ihrem Translationskomplex aus plastidären Polysomen. Dies ermöglicht die massenspektrometrische Analyse ausgewählter Translationsmaschinerien und damit die Identifikation spezifischer Faktoren der Transkriptprozessierung/-stabilisierung, der Translation sowie der Modifikation, Assemblierung oder Lokalisation der synthetisierten Proteine. Die Charakterisierung ausgewählter Faktoren durch biochemische und Mutanten-Analysen wird deren Funktion in der plastidären Genexpression aufklären. Daneben werden bereits identifizierte aber bislang kaum charakterisierte Maismutanten mit defekter chloroplastidärer Genexpression analysiert.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Alice Barkan, Ph.D.