Identifikation und Charakterisierung von translationsunabhängigen Funktionen der Arginyl-tRNA Synthetase

• Antragstellerin: Dr. Haissi Cui
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327097878

Aminoacyl-tRNA Synthetasen sind evolutionär alte Enzyme, die die Beladung einer tRNA mit der dazugehörigen Aminosäure katalysieren. Als solche sind sie die Hauptinterpreten des genetischen Codes und essentiell für mRNA-Translation. Aminoacyl-tRNA Synthetasen regulieren außerdem auch Zellsignaltransduktion und Genexpression, diese Funktionen werden zum Teil von kürzlich identifizierten Spleißisoformen ausgeführt. Nicht-translationale Funktionen von Arginyl-tRNA Synthetase (ArgRS) wurden bisher noch nicht untersucht, obwohl Arginin regulatorisch wirkt, ArgRS im Zellkern gefunden wird und Stimulation mit ArgRS-Spleißisoform ArgRS-N2 die Signaltransduktion und Proliferation von Stammzellen verändert. In dem hier beantragten Projekt sollen Signalfunktionen von ArgRS und dessen Einfluss auf Zellteilung, -differenzierung und -signaltransduktion untersucht werden. Die Identifikation von Rezeptoren und beteiligten Signalwegen kann zusätzliche biologische Funktionen von ArgRS aufdecken. Endogene Überexpression und exogene Stimulation mit anderen Spleißisoformen und Volllängeprotein zusammen mit microarray-Analyse kann genutzt werden um abzuschätzen, ob Signaltransduktion auf ArgRS-N2 beschränkt ist. Co-Immunopräzipitation gefolgt von massenspektrometrischen Messungen wird für die Identifikation von Interaktionspartnern genutzt, die ArgRS-abhängige Effekte vermitteln könnten. Diese Ergebnisse sollen durch Co-Lokalisation in Fluoreszenzmikroskopie bestätigt werden, was zudem Dynamiken in der Zelllokalisation darstellt. Falls katalytisch aktives ArgRS Zellsignaltransduktion reguliert, können Arginin-Analoga benutzt werden, um ArgRS-abhängige Effekte auszulösen. Zusammengenommen könnten die Untersuchungen zu ArgRS-Signaltransduktion und deren zugrunde liegenden Mechanismen zur Entdeckung vorher unbekannter Funktionen von ArgRS führen - einem Protein, das unbestreitbar wichtig für die Zelle ist.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Paul Schimmel