Regulatorische kleine RNAs aus den 3' Regionen von mRNAs

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Vogel
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278016524

Bei der Suche nach und Untersuchung von kleinen regulatorischen RNA-Molekülen (sRNAs) in Bakterien hat man sich bisher weitgehend auf konservierte nichtkodierende Bereiche in den sogenannten intergenischen Regionen des bakteriellen Chromosoms konzentriert. Nun stellt sich überraschenderweise heraus, dass wohl auch viele der nicht-translatierten 3-Strich-Bereiche von mRNA-Molekülen von protein-kodierenden Genen sRNAs produzieren. Bisher sind aber nur sehr wenige solcher 3-Strich-kodierten sRNAs funktionell untersucht worden, und sowohl ihre Biogeneseprinzipien als auch ihre Regulationsmechanisms sind kaum verstanden. In diesem Projekt wollen wir 3-Strich-kodierte sRNAs untersuchen die durch Spaltungen und Prozessierungen von mRNA-Molekülen entstehen. Eine wichtige Frage ist, ob dieses sRNAs eine mit der mRNA verwandte Funktion besitzen. Dafür konzentrieren wir uns auf zwei vielversprechende Kandidaten, CpxQ and RybD, die eine wichtige Rolle bei entweder Stress im bakteriellen Periplasma und an der inneren Membran, oder im zentralen Stoffwechsel spielen dürften. Beide sRNAs sind stark konserviert, binden in der Zelle an das Hfq-Protein, und zeigen Expressionsmuster die auf eine regulatorische Funktion schliessen lassen. CpxQ wird von der mRNA eines wichtigen molekularen Chaperons im Cpx-Signalweg gebildet, RybD dagegen wird vom Ende eines sehr langen Operons mit wichtigen metabolischen Funktionen kodiert. Es gibt für jede dieser beiden sRNAs weitere wichtige Gründe, diese zu untersuchen: CpxQ könnte ein missing link in der Regulation der wichtigen CpxR-Stressantwort sein; RybD ist die wahrscheinlich kürzeste Hfq-abhängige sRNA und bietet sich für die noch ausstehende Krystallstrukturanalyse eines Hfq-Komplexes mit sRNA und mRNA an. Die Untersuchung dieser beiden 3-Strich-kodierten sRNAs wird sehr dabei helfen zu verstehen, weshalb und in welchen Prozessen RNA-Moleküle gegenüber Proteinen als Regulatoren der Genexpression bevorzugt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen