FOR 855:  Cytoplasmic regulation of gene expression

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 33442413

In Eukaryoten wird die in der Erbsubstanz gespeicherte genetische Information in einer Reihe von Schritten abgerufen. Dies erfolgt unter Beteiligung zahlreicher zusammenwirkender und voneinander abhängiger molekularer Maschinen. Von den Protein codierenden Genen wird im Zellkern zunächst eine Matrize in Form sogenannter Boten (m)-RNAs hergestellt (transkribiert), die dann im Zytoplasma zur Bildung von Proteinmolekülen dient (Translation). Dieser als Gen-Expression bezeichnete Vorgang ist für viele Gene stark reguliert. Dies ist notwendig, da sich verschiedene Zelltypen stark unterscheiden. So funktionieren beispielsweise Nervenzellen ganz anders als andere Körperzellen, etwa in der Leber. Mehr noch: Die Anforderungen an eine einzelne Zelle ändern sich fortwährend.
Nach der traditionellen Vorstellung erfolgt die Auswahl und Menge der Proteine, die eine Zelle bildet, vor allem durch die Rate, mit der die mRNA durch die Transkription hergestellt wird. In letzter Zeit wurden jedoch mehr und mehr Beispiele dafür gefunden, dass nicht nur die Herstellung, sondern auch die Nutzung der Boten-RNA einer biologischen Kontrolle unterliegen. Diese findet zu einem großen Teil im Zytoplasma statt. So wird die Proteinsynthese entweder direkt über die Rate der Translation kontrolliert oder sie wird indirekt beeinflusst, indem der Zugang der Translationsmaschinerie zur mRNA verändert wird.
Derartige Vorgänge, die für das Funktionieren von Zellen und Organismen von grundlegender Bedeutung sind, sollen in der Forschergruppe im Detail untersucht werden. Die Wirkungsweise von kleinen regulatorischen RNAs (miRNAs, siRNAs) und RNA-bindenden Proteinen auf die Translation und Stabilität von mRNAs steht bei diesen Studien im Mittelpunkt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• A global perspective of Exon Junction Complexes in Nonsense-mediated mRNA Decay (NMD) (Antragsteller Kulozik, Ph.D., Andreas Eckhard )
• Analysis of cytoplasmic functions of the exon junction complex (Antragsteller Gehring, Niels H. )
• Asymmetric protein sorting via localizd translation - The role of ZBP protein in directing mRNA localization and translation (Antragsteller Hüttelmaier, Stefan )
• Biosynthesis of the translation machinery: identification of regulatory factors and mechanisms (Antragsteller Fischer, Utz )
• Crystallographic studies on UNR, a protein important for translation and decay of mRNA, and on the RNA-induced silencing complex RISC (Antragsteller Ficner, Ralf )
• Effect of viral infections on the activity of cellular RNAs (Antragsteller Behrens, Sven-Erik )
• Posttransscriptonal regulation of the nanos mRNA in Drosophila melanogaster (Antragsteller Wahle, Elmar )
• Role of GW182 proteins in miRNA-mediated gene silencing (Antragstellerin Izaurralde, Elisa )
• Structure and function of a cytoplasmic mRNA-localization complex from yeast (Antragsteller Niessing, Dierk )
• The GLD-2/-3 cytoplasmic poly(A) polymerase complex and its mRNA targets in C. elegans germ cells (Antragsteller Eckmann, Christian R. )
• The role of Dicer in siRNA loading and RISC assembly (Antragsteller Meister, Gunter )
• Translational control of gene expression in maturing erythroid cells (Antragstellerin Ostareck-Lederer, Antje )
• Translational control of msl-2 mRNA: unravelling a new uORF function (Antragsteller Hentze, Matthias )
• Zentralprojekt (Antragsteller Fischer, Utz )

• Sprecher: Professor Dr. Utz Fischer; Professor Dr. Elmar Wahle