Identifizierung und funktionelle Charakterisierung von microRNA/mRNA-Komplexen im Gehirn der Maus: von der Neurogenese zum Verhalten und der Pathologie

• Antragsteller: Professor Dr. Gunter Meister
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390915293

microRNAs (miRNAs) sind wichtige Regulatoren der Gehirnentwicklung und -funktion. Sie kontrollieren Prozesse wie die Determinierung von neuronalen Stammzellen sowie ihre Proliferation, Migration und Integration in bestimmte Gewebe. Zudem wird die Plastizität von Synapsen durch miRNAs beeinflusst.Die Analyse von miRNAs in definierten Gehirngeweben ist technisch herausfordernd aufgrund der geringen Größe, ihrer Sequenzhomologie sowie ihre Anreicherung in ganz spezifischen Kompartimenten der Zelle. Darüber hinaus sind nicht alle miRNAs automatisch in funktionellen Komplexen zu finden. Aufgrund der genannten Schwierigkeiten und der wichtigen Rolle die miRNAs im Gehirn ist es notwendig, neue innovative experimentelle Ansätze zu entwickeln. Interdisziplinäre Anstrengungen von Biochemikern und Neurobiologen kann hier neue Wege aufzeigen. Im vorliegenden Konsortium wird die neurobiologische Expertise der Arbeitsgruppen von H. Cremer und E. Gascon (Frankreich) mit der RNA-biochemischen Expertise des Labors von G. Meister (Deutschland) verbunden um die miRNA-Funktion im Gehirn besser zu verstehen.Wir konnten kürzlich ein Peptid identifizieren, das von der RISC-Komplex-Komponente TNRC6B abstammt und alle Argonaute (Ago)-Proteine effizient bindet. Dieses Peptid wird als T6B bezeichnet und die Methode der Ago-Bindung AGO-APP.Im beantragten Projekt werden wir dieses einzigartige Werkzeug in zwei Richtungen nutzen und weiterentwickeln. Zum einen werden wir miRNA/Ago-Proteinkomplexe unter verschiedenen neuronalen Aspekten (z.B. neuronale Stammzellen, Verhaltensstudien etc.) biochemisch isolieren und analysieren. Zum anderen werden wir T6B nutzen um mechanistische Aspekte von Ago-Proteinkomplexen zu untersuchen.Im Zentrum unserer Ansätze steht die Etablierung eines Mausmodells, das T6B konditional exprimieren kann. T6B wird u.a. spezifisch in GABAergic und glutamatergic Synapsen exprimiert, was die gezielte Untersuchung der miRNA-Funktion in diesen Bereichen erlaubt. Wir wollen weiterhin die miRNA-Expression in komplexen Tierverhaltensstudien untersuchen. Schließlich wollen wir Transportprozesse von Ago-Proteinkomplexen in Neuronen sowie deren dynamische post-translationale Modifikationen untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Dr. Harold Cremer