Regulation of human spliceosome activation
Biochemistry
Cell Biology
Final Report Abstract
Protein-kodierende Gene von höheren Eukaryoten enthalten typischerweise mehrere nicht-kodierende intervenierende Sequenzen (Introns), die von kodierenden Regionen (Exons) flankiert werden. Spleißen, das Herausschneiden von Introns bei gleichzeitigem Zusammenfügen der Exons, wird durch Spleißosomen katalysiert, die aus vorgeformten Einheiten (snRNP) und über 100 zusätzlichen Proteinen bestehen. Der Zusammenbau des Spleißosoms geschieht de novo auf jedem Intron, wobei das Spleißosom kurze Spleißstellen erkennt. Durch diese Komplexität ist es sehr schwierig, das Spleißeosoms gentechnisch zu verändern. Dementsprechend gibt es auch nur sehr wenige bekannte natürliche Mutationen. Mehr als 90% der menschlichen Gene weisen Alternatives Spleißen (AS), die differenzielle Verwendung von bestimmten Spleißstellen, auf. Veränderungen des Spleißeosoms führen dazu, dass Zellen nicht mehr in der Lage sind, die Auswahl der "richtigen" Spleiß-Stellen zu gewährleisten. Fehlerhaftes Spleißen, das beispielsweise durch Krebs-Mutationen von Kernkomponenten der Spleißmaschinerie verursacht wird, kann zu globalen alternativen Spleißen-Mustern führen. Der molekulare Mechanismus dafür ist nicht gut verstanden. Meine Hypothese, dass in Menschen Qualitätskontrolle in Form von Proofreading- Mechanismen während der Aktivierung des Spleißosoms stattfindet, konnte aufgrund der technischen Probleme und Herausforderungen nicht gelöst werden. Es bleibt spannend zu erleben, inwiefern Next Generation Sequencing (NGS) helfen wird, die Spleiß-Muster der zellulären RNA in verschiedenen Zelltypen zu bestimmen. Außerdem wird die hochmoderne Nanoporen-Sequenzierung helfen, da hierbei längere Teilabschnitte der DNA sequenziert werden können, was es erst ermöglicht, neuere Isoformen von Genen zu identifizieren. Die Erkenntnisse, die generiert worden wären, hätten dazu beitragen, ein besseres Verständnis der Spleißstellenauswahl zu erhalten, was auch enormes medizinisches Potenzial hat, da nach Schätzungen mindestens 25% aller menschlichen Krankheiten mit Mutationen verknüpft sind, die zu fehlerhaften Spleißen führen.
