Strukturelle Untersuchungen der Spleißregulation unter pathologischen und Komponenten-induzierten Bedingungen

• Antragsteller: Dr. Vladimir Pena, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404648078

Das Spleißosom, ein großer Protein – RNA Komplex, katalysiert das Spleißen von prä-mRNA, in dessen Verlauf nicht-kodierende Introns entfernt und kodierende Exons zu einer reifen mRNA vereint werden. Das molekulare Geschehen, welches ein Exon definiert und die Entscheidung steuert, ob es in die reife mRNA eingebaut wird oder nicht, ist eines der komplexesten Phänomene der Molekularbiologie. Fehler in der Regulation dieses Prozesses sind die Ursache zahlreicher Pathologien des Menschen. Das spleißosomale Ribonukleoprotein U2 snRNP ist ein besonders wichtiger Akteur in der Spleißregulation. Dies liegt in seiner besonderen Positionierung in der branch-site Region der prä-mRNA begründet. Mutationen des SF3b Komplexes des U2 snRNP korrelieren eindeutig mit verschiedenen Krebsformen und resultieren in fehlerhaften Spleißvorgängen. Die beteiligten molekularen Mechanismen sind jedoch unklar. Es ist bekannt, daß mehrere Spleißmodulatoren mit Anti-Tumor Eigenschaften, - so z. Bsp. Pladienolid B, Herboxidien und Spliceostatin A -, am SF3b Komplex binden und so die normale branch-site Erkennung stören, was zu Intron-Retention und Exon-Ausschluß führt. Ungeachtet der zahlreichen Forschungsansätze der letzten zehn Jahre, bleiben die exakten Bindungsstellen dieser Spleißmodulatoren und ihr molekularer Wirkmechanismus weiterhin unklar.Es ist unser Ziel, einen entscheidenden Fortschritt in unserem Verständnis der Mechanismen zu erzielen, welche dem beobachteten Einfluß auf das Spleißgeschehen sowohl bei carcinogenen Mutationen als auch bei Antitumor- Komponenten mit Therapiepotential zugrunde liegen. Im besonderen verfolgen wir den Plan, spleißosomale Komplexe und SF3b Varianten zu konstruieren, um so die Spleißregulation unter pathologischen und Komponenten-induzierten Bedingungen nachzuvollziehen und die so induzierten 3D Strukturen mittels Kryo-Elektronenmikroskopie, Röntgenkristallographie und biochemischer Analyse aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien