Zusammensetzung und Remodellierung von mRNPs zur Kontrolle von Transport und Translation in Drosophila

• Antragstellerin: Dr. Anne Ephrussi, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270067186

Zytoplasmatische mRNA Lokalisation ist ein leistungsfähiger und konservierter Prozess in eukaryotischen Zellen, um ortsspezifische Proteinexperession zu gewährleisten. In Drosophila ist dieser weitverbreitet. Transkripte der Oozyte, die für Determinanten der embryonalen Achsenspezifikation kodieren, sind ideale Modelsysteme für biochemische, genetische und zellbiologische Untersuchungen von mRNA Transport, Verankerung und lokaler Translation, wie sie in vivo vorkommen. Eines der bekanntesten Beispiele für mRNA Lokalisation ist das oskar Transkript, dessen Lokalisierung sich in einem mehrstufigen Prozess vollzieht: (1) Spleiß-abhängige Bildung eines bipartiten Lokalisierungssignals in der kodierenden Sequenz, bei (2) gleichzeitiger Anlagerung des Exon Junction Complex (EJC) an der mRNA; (3) Rekrutierung von Proteinen im Zytoplasma für (4) den Transport von oskar messenger Ribonukleoproteinen (mRNPs) entlang Mikrotubuli von den Nährzellen an den posterioren Pol der Oozyte, vermittelt durch die Motorproteine Dynein und Kinesin-1; (5) translationale Repression der mRNA während des gesamten Transports und (6) lokale Aktivierung der Translation am posterioren Pol der Oozyte; letzteres ist notwendig für die (7) Oskar Protein abhängige Verankerung der mRNA am posterioren Pol. Bisher hat (vorwiegend) die Genetik zur Identifikation von einigen wenigen Proteinen geführt, die an der komplexen Regulierung dieses Prozesses beteiligt sind. Jedoch ist deren Liste weder komplett, noch ist bekannt wann und wie genau diese Proteine an den einzelnen Schritten beteiligt sind. Erstes Ziel dieses Projekts ist eine umfassende Aufklärung der Funktion des EJC in der Lokalisation von mRNAs in Drosophila. Des Weiteren sollen die zellulären Ereignisse und molekularen Eigenschaften untersucht werden, die für die stabile und selektive Bindung des EJC an spezifische Stellen der mRNA verantwortlich sind. Ein weiteres Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer transkript- und translationsstatus-abhängigen Aufreinigungsmethode intrazellulärer mRNPs aus Drosophila. Für eine Machbarkeitsstudie, werden wir uns anfänglich auf oskar mRNA konzentrieren; später werden wir diese Analyse auf weitere, lokalisierte mRNAs in Drosophila ausweiten. Unser Ziel hierbei ist ein ganzheitlicher, systemischer Einblick auf die Komposition von lokalisierenden mRNPs und deren funktionelle Analysen in vivo.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2333: Makromolekulare Komplexe in der mRNA Lokalisation