Funktion der Satelliten RNA Transkription für den Aufbau der Centromere und Ausbildung der mitotischen Spindel
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Centromere sind die fundamentalen hochstrukturierten Strukturen in Chromosomen, die Chromosomen mit den Mikrotubuli der mitotischen Spindel verbinden, und daher essentiall für deren zuverlässige Verteilung während der Zellteilung sind. Obwohl die centromerischen Regionen als ruhig in Bezug auf Transkription angesehen worden waren, wurde vor wenigen Jahren in verschiedenen Spezies gezeigt, dass die centromerischen Regionen transkribiert werden und dass die Transkription oder die produzierten centromerischen RNAs an der Funktion der Centromere teilhaben. Allerdings scheint die geringe Konservierung der centromerischen repetitiven Sequenzabschnitte nicht in Einklang zu bringen zu sein mit einer potentiellen Funktion hochkonservierte centromerische Proteine zu rekrutieren, so dass der Mechanismus für die Aktivität der centromerischen RNAs unklar blieb. Das Ziel dieses Projektes war es, Einblicke in die funktionale Rolle der centromerischen RNAs für die Ausbildung der Kinetochore zu erhalten und wie diese nicht-kodierenden RNAs an diesem Prozess mitwirken, um die Genauigkeit der Mitose zu gewährleisten. Als erstes Ergebnis konnten wir in Maus embryonalen Stammzellen zeigen dass ein Ungleichgewicht in der Höhe der vorwärts oder rückwärts gerichteten minor satellite Transkripte, der centromerischen RNAs in Mäusen, zu schweren Chromosomen Verteilungsdefekten führt, und wir fanden einen Feedback Mechanismus, der zur Hochregulierung der Transkripte des anderen Stranges führt, wenn wir die vorwärts gerichteten minor satellite Transkripte reduzierten, was uns neue Einblicke in die Homeostase der centromerischen RNA verschaffte. Zweitens entwickelten wir eine neue Hypothese für die Funktion der centromerischen RNA während der Finanzierungsphase. In unserem neuen Konzept könnten centromerische Transkripte durch die Sekundärstruktur anstelle von Sequenzkonservierung funktionieren. Mit unseren Projektmitarbeitern zeigten wir, dass die minor satellite RNA in der Tat eine Schleifenstruktur ausbildet, welche auch in menschlichen alpha-Satelliten Transkripten konserviert ist. Wir identifizierten eine RNA-Binderegion in einem der wichtigsten Kinetochorproteine, CENPC, und zeigten, dass die Satelliten-Transkripte an CENPC über die strukturierte Region der RNA binden. Mutierte Sequenzen, die die Sekundärstruktur der minor satellite Transkripte zerstören, führten nicht zu Chromosomen Verteilungsdefekten in Maus embryonalen Stammzellen, was unterstreicht, dass das strukturelle Motiv, und nicht notwendigerweise die zugrundeligende DNA Sequenz der Schlüssel für die Funktion der centromerischen RNA ist. Wir schlagen daher vor, dass die konservierte Rolle der centromerischen Transkripte auf der Sekundärstruktur ihrer RNA beruht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Determinants of minor satellite RNA function in chromosome segregation in mouse embryonic stem cells. Journal of Cell Biology, 223(7).
Chen, Yung-Li; Jones, Alisha N.; Crawford, Amy; Sattler, Michael; Ettinger, Andreas & Torres-Padilla, Maria-Elena
