Regulationsschaltungen für rekursives Spleißen und mRNA-Polyadenylierung steuern die Homöostase und den Zellzyklus von pluripotenten Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Argyris Papantonis
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313408820

Transkriptome von Säugetieren sind extrem komplex. Sie bestehen größtenteils aus RNAs, die aus nicht-kodierenden Regionen transkribiert wurden, z.B. Introns, die den Hauptteil eines Gens ausmachen und zur Regulierung der Genexpression beitragen. Unser Labor war das Erste, das rekursives Spleißen in menschlichen Zellen aufdeckte - ein raffinierter/geschickter? Mechanismus für die schrittweise Verarbeitung langer Introns. Trotz jüngster Fortschritte, einschließlich unserer Arbeit in der ersten Finanzierungsrunde dieses SPPs, sind viele Aspekte des rekursiven Spleißens noch unbekannt und stehen im Forschungsmittelpunkt dieses Antrags. Wir wollen entschlüsseln, wie bestimmte RS-Stellen bei der Herstellung reifer mRNAs tatsächlich ausgewählt werden, und den Beitrag des rekursiven Spleißens zur Zellhomöostase und -krankheit untersuchen. Für diesen Antrag präsentieren wir vorläufige Daten, die im SPP1935 erstellt wurden. Wir zeigen eine Verbindung zwischen rekursiven Spleißstellen und der Manifestation von Krankheiten zwischen humanen Zelltypen. Außerdem präsentieren wir Ergebnisse, die rekursive Spleißprozesse in pluripotenten humanen Stammzellen nachweisen, welche von RNPs mit mRNAs gesteuert werden und vU1-Transkripte. Ziel ist es daher, den mRNP-Code hinter diesen Abläufen zu analysieren, indem Ansätze aus Genomics, Biochemie und CRISPR-Cas9 mit der in-vitro-Differenzierung humaner pluripotenter Zellen von unterschiedlichen Abstammungslinien kombiniert werden. Wir wollen damit die Auswirkungen des rekursiven Spleißens auf die Homöostase und Entwicklung von Zellen verstehen und eine Neubewertung der funktionalen Verteilung des Kernraums im Hinblick auf den Transkriptionszyklus menschlicher Gene ermöglichen. Wir sind überzeugt, dass das Verständnis dieser neuen Regulationsebene der Genexpression einen Einstieg in die Entschlüsselung der komplexen mRNA-Verarbeitung darstellt und Implikationen sowohl auf die Entwicklung als auch auf die Krankheit hat.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1935: Deciphering the mRNP code: RNA-bound determinants of post-transcriptional gene regulation