Regulation der Expression und Aktivität von RBM20 im gesunden und erkrankten Herzen

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Gotthardt
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271048839

Alternatives Spleißen spielt eine wichtige Rolle in der Regulation von Genexpression und der Diversifikation des Proteoms. Mittlerweile gibt es zahlreiche Beispiele für Erkrankungen, die mit defekten Spleiß-Faktoren oder deren Ziel-Sequenzen assoziiert sind. Entsprechend ist alternatives Spleißen ein attraktives therapeutisches Ziel für unterschiedliche Krankheiten des Zentral-Nervensystems, sowie des Herz- und Skelettmuskels. Unsere Arbeiten haben RNA binding motif protein 20 (RBM20) als kardialen Spleiß-Faktor etabliert, zu dessen Substratspektrum auch Titin gehört. RBM20-Mutationen führen zu schweren Formen von dilatativer Kardiomyopathie (DCM) mit verändertem alternativen Spleißen zahlreicher Transkripte, die zum Krankheitsprozess beitragen. Diese unterschiedlichen Substrate von RBM20 beeinflussen gemeinsam sowohl die elektrische als auch die mechanische Funktion des Herzens. Entsprechend ist zu erwarten, dass eine RBM20 gerichtete Therapie unterschiedliche Aspekte kardialer Funktion verbessern kann.Die klinische Bedeutung von RBM20-Defizienz wurde in den vergangenen 5 Jahren erkannt, wobei die molekulare und pathogenetische Relevanz von RBM20 noch immer unzureichend untersucht ist. Dies betrifft unter anderem die Interaktion von RBM20 mit der Spleiß-Maschinerie, die Regulation der Aktivität von RBM20 und die Mechanismen über die RBM20-Mutationen die Funktion des Herzens einschränken. Um die molekularen Grundlagen der Funktion von RBM20 besser zu verstehen, planen wir folgende Untersuchungen:1. Regulation der Expression von RBM20Hypothese: Die Expression von Rbm20 wird örtlich und zeitlich reguliert, um die Isoform-Expression von Titin in der gestreiften Muskulatur zu adaptieren.Test 1.1: Physiologische Expression von RBM20 auf RNA- und Protein-Ebene.Test 1.2: RBM20-Expression in physiologischen und pathologischen Umbauprozessen.Test 1.3: Charakterisierung des humanen RBM20-Promoters.Test 1.4: Pharmakologische Regulierung der Transkript-Menge von RBM20.2. Regulation von RBM20-vermitteltem SpleißenHypothese: Rbm20 reguliert alternatives Spleißen durch spezifische Interaktionen mit RNA und Komponenten des Spleißosoms.Test 2.1: Molekulare Grundlagen der Spleiß-Funktion von RBM20.Test 2.2: Regulation von alternativen Spleißen auf Ebene der Proteindomänen von RBM20.3. Funktionelle Konsequenzen von RBM20 - MutationenHypothese: RBM20 - Mutationen, die mit DCM assoziiert sind, verändern die Funktion, Stabilität oder Lokalisation des Proteins.Test 3.1: Protein-Homöostase von mutiertem RBM20.Test 3.2: Bedeutung von RBM20-Mutationen für RNA-Bindung, -Prozessierung und -Lokalisierung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen