Mechanistische und funktionelle Charaterisierung des Makorin 1 mRNPs

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Julian König, Ph.D.; Professor Dr. Jean-Yves Roignant; Dr. Katharina Zarnack
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313642462

Makorin (Mkrn)-Proteine sind eine evolutionär konservierte Familie von RNA-bindenden Proteinen (RBPs) mit einer zusätzlichen E3 Ubiquitinligase-Funktion. Ziel dieses Projekts ist es, die Funktion der Mkrn1 mRNPs (mRNA-Ribonukleoprotein-Komplexe) in posttranskriptioneller Genexpressionsregulation aufzuklären. Wir konzentrieren uns dabei auf zwei komplementäre Systeme, Drosophila als ein gut etablierter Modellorganismus für Embryonalentwicklung, sowie humane Zelllinien für komplexe regulatorische Szenarien mit potentieller Relevanz in menschlicher Physiologie.In der ersten Förderperiode haben wir Entwicklungsstudien mit modernen Ribonomics- und Proteomics-Ansätzen kombiniert, um die Rolle von Mkrn1 in der Drosophila-Oogenese und der menschlichen Translation zu untersuchen. Bemerkenswerterweise haben wir gefunden, dass Mkrn1 in beiden Organismen mit dem poly(A)-bindenden Protein interagiert und spezifisch vor poly(A)-reichen Sequenzen in mRNAs bindet. In einer Folge von Experimenten konnten wir zeigen, dass das menschliche MKRN1-Protein der Ribosom-assoziierten Qualitätskontrolle dient, während die Mkrn1-Bindung in Drosophila die Translation der oskar mRNA spezifisch reguliert und dadurch die embryonale Musterbildung kontrolliert. In der zweiten Förderperiode werden wir unseren kombinierten Ansatz aus Zellbiologie, Biochemie, Hochdurchsatz-Technologien und Bioinformatik fortsetzen, um die mechanistischen Prinzipien der Mkrn1-Funktion zu untersuchen. Wir werden die Komponenten der Mkrn1 mRNPs in beiden Organismen charakterisieren, ihre regulatorischen Wechselwirkungen untersuchen und ihre Verbindung zu RNA-Modifikationen verfolgen. Unsere parallelen Ansätze in Drosophila und menschlichen Zellen werden es uns ermöglichen, die Funktion von Mkrn1 aus verschiedenen molekularen und evolutionären Perspektiven zu beleuchten.

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