Kontrolle der Funktion von mRNA-bindenden Proteinen und mRNPs durch Y RNAs

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Hüttelmaier
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313603706

Die Regulation von mRNA Schicksal wird essentiell kontrolliert durch die Wechselwirkung mRNA-bindender Proteine (mRBP) und nicht-kodierender RNAs, welche sowohl microRNAs als auch lncRNAs (long noncoding RNAs) umfassen. Im Zytoplasma wird die Regulation von mRNA Translation und Umsatz im Wesentlichen durch mRNPs bestimmt, welche eine mRNA-spezifische Assemblierung von mRBPs enthalten. In jüngsten Studien haben wir zahlreiche mRBPs identifiziert, welche mit Y RNAs interagieren. Für die Y3** RNA konnten wir zeigen, dass sie die 3-end Prozessierung von Replikations-abhängigen Histon mRNAs verstärkt durch die Modulation der Assemblierung CPSF-assoziierter Komplexe und deren Rekrutierung an histone locus bodies (HLBs), den Ort der Histon mRNA Synthese und 3-end Prozessierung. Im Gegensatz zu Y3** sind Y1 und Y3 nahezu ausschließlich zytoplasmatisch lokalisiert. Beide Y RNAs assoziieren mit diversen mRBPs in Y RNPs, welche neben mRBPs, die im Wesentlichen über den einzelsträngigen loop assoziieren, noch Ro60 (Assoziation über den Y RNA stem) und La (Assoziation über eine polyU-reiche Region am Y RNA 3-Ende) enthalten. Wir postulieren, dass Y RNPs als essentielle Modulatoren der mRNP-Assemblierung fungieren und die subzelluläre Lokalisierung von mRBPs, deren Umsatz, post-translationale Modifikation und Komplex-Assoziation kontrollieren. Demzufolge, erwarten wir, dass Y RNPs das zyoplasmatische Schicksal von mRNAs modulieren durch eine Gerüst-Wirkung, Seuqestrierung und/oder Chaperon-Wirkung auf mRBPs. Dieser Antrag zielt darauf ab, die molekularen Mechanismen, welche der Y RNP-vermittelten Regulation von mRNP/mRBP Funktionen zugrunde liegen, durch Fokussierung auf die folgenden Aspekte zu charakterisieren: 1) Charakterisierung und Validierung des Y RNA-Protein Interaktoms; 2) Rolle der Y RNAs in der Modulation von mRNP-assoziation/Assemblierung durch mRBPs; 3) Rolle der Y RNAs in der subzellulären Sortierung von mRBPs; 4) Rolle der Y RNAs in der Modulation von mRBP Umsatz und Modifikation; 5) Rolle der Y RNAs in der mRBP-vermittelten Kontrolle von zytoplasmatischem mRNA Schicksal. Wir erwarten, dass die beantragten Untersuchungen wesentliche zu einem besseren Verständnis der Regulation von mRBP/mRNP Funktionen, insbesondere in Krebszellen, beitragen werden. In letzteren ist eine verstärkte Expression von Y RNAs, insbesondere Y1 und Y3, sowie diversen mRBPs nachgewiesen worden. Demzufolge, stellen die beantragten Studien eine wesentliche Grundvoraussetzung dar, um die Rolle der Y RNA-vermittelten Regulation von mRBP/mRNP Funktionen in Krebs zu charakterisieren.

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