Raum-zeitliche Analyse der Transkriptionsdynamik in vivo

• Antragsteller: Professor Dr. Ulrich Kubitscheck
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241183899

Der größte Teil unserer Kenntnisse über Transkription, Transkriptionsdynamik und –regulation wurde durch biochemische oder genetische in vitro Methoden oder durch Mikroskopie mittels synthetischer Gene in Eukaryonten in vivo erworben. Wir wollen Transkriptionsdynamik in vivo in einem minimal modifizierten System mit Hilfe fortgeschrittener Methoden der Fluoreszenzmikroskopie, d.h. mit Super Resolution- und Einzelmolekülmikroskopie und 3D- Einzelmolekültracking studieren. Wir werden ein klassisches biologisches Sytem nutzen, das lange verwendet wurde, um wichtige Aspekte des RNA-Lebenszyklus zu studieren: die großen Balbiani Ring (BR)‐Transkripte in den Munddrüsenzellkernen von Chironomus tentans. In diesen Zellkernen können die BR und Heat‐Shock-Transkriptionsstellen visuell gut identifiziert werden. Außerdem läuft eine große Anzahl von Transkriptionsprozessen in den Polytenchromsomen zeitgleich ab, was die Chance sehr erhöht, spezifische molekulare Prozesse mittels Lichtmikroskopie zu beobachten. Es ist das Ziel dieses Projektes, die Topologie der Transkriptionsstellen, die Dynamik der Transkription und ihre Regulation in vivo unter möglichst nativen Bedingungen zu studieren. Wir adressieren fundamentale Fragen in Bezug auf die räumliche Organisation und Dynamik der Transkription in vivo: Wie groß ist die Transkriptionsrate in einem nativen System? Wie ist die Verteilung dieser Raten? Ist die Rate konstant über den Transkriptionsverlauf? Wie ist die Transkription räumlich organisiert, und wie kann sie reguliert werden? Der Zweck des Projektes ist es, unser Verständnis des Transkriptionsmechanismus in vivo auf der Ebene einzelner Moleküle zu vertiefen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen