The mechanism of Ube3a imprinting: Relevance of sense - antisense transcriptional overlap between Ube3a and Ube3a-ATS

• Antragstellerin: Professorin Dr. Laura Steenpaß
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 220165520

Ube3a-ATS ist eine lange, nicht-kodierende RNA, die für die Repression des Gens Ube3a auf dem väterlich ererbten Chromosom verantwortlich gemacht wird. Solche langen nicht-kodierenden RNAs spielen in der epigenetischen Repression von Genen oft eine wichtige Rolle. Sie wirken entweder als RNA-Transkript selbst, wie zum Beispiel Xist in der X-Chromosom-Inaktivierung, oder durch ihre Transkription, wie z.B. Airn, Kcnq1ot1 und Nespas. Ube3a-ATS und Ube3a liegen in der geprägten Region auf Chromosom 15q11q13 (bei der Maus auf Chromosom 7C), die beim Prader-Willi und Angelman Syndrom betroffen ist. Ube3a-ATS wird nur im Gehirn exprimiert und nur vom väterlich ererbten Chromosom. Diese Expression von Ube3a-ATS führt dazu, dass das Gen Ube3a auf dem väterlich ererbten Chromosom ausgeschaltet wird und daher im Gehirn nur auf dem mütterlich ererbten Chromosom aktiv ist. Die Transkription von Ube3a-ATS verläuft in der Gegenrichtung zu Ube3a und läuft über das Ube3a-Gen und seinen Promoter hinweg. Der exakte Mechanismus, wie Ube3a-ATS die Stilllegung von Ube3a bewirkt ist aber noch immer unklar. Mit Hilfe der hier beschriebenen Experimente soll herausgefunden werden, ob die Überlappung der beiden Transkripte Ube3a-ATS und Ube3a für die Ausschaltung von Ube3a nötig ist und in welchem Ausmaß. Dazu wird Ube3a-ATS an drei Stellen vorzeitig gestoppt, so dass es entweder gar nicht mit Ube3a überlappt, oder nur zu einem Teil, oder nur der Ube3a Promoter nicht überlappt wird. Die Ergebnisse dieser Experimente lassen dann Rückschlüsse auf den Wirkmechanismus von Ube3a-ATS zu: ist es das Transkript oder seine Transkription? Die Experimente werden in embryonalen Stammzellen der Maus durchgeführt, die dazu in Neuronen differenziert werden. Die allel-spezifische Expression von Ube3a-ATS und Ube3a kann dabei mittels Polymorphismen von einzelnen Nukleotiden (SNPs) verfolgt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen