Der Einfluss eines Ribosomen-mRNA Wettbewerbs auf die Regulierung von Stammzellen.

• Antragsteller: Marco Nousch, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407066676

Ein wichtiger Teil der Genexpressionskaskade ist das Ribosom, das mRNA-Sequenzen in Polypeptideketten übersetzt und somit Proteine synthetisiert. In der Vergangenheit wurde das Ribosomen nicht mit genspezifischer Expressionskontrolle in Verbindung gebracht. Doch diese Ansicht scheint unvollständig zu sein, denn die Deregulierung der Aktivität von Ribosomen in multizellulären Organismen kann ernsthafte Konsequenzen für die Entwicklung von bestimmten Organen zur Folge haben. Interessanterweise wird in den betroffenen Geweben oft ein Fehler in der Regulierung von Stammzellen detektiert. Daraus lässt sich schließen, dass verschiedene Organe und Gewebe unterschiedliche Anforderungen an das Ribosom zu stellen scheinen. Unlängst lieferten mehrere prominente Studien in Zellkultursystemen Hinweise darauf, dass das Ribosom selbst die Translationseffizienz von bestimmten mRNAs beeinflussen kann. Diese Anhaltspunkte zeichnen ein Bild in der das Ribosom durchaus eine aktive Rolle in der spezifischen Genexpressionskontrolle auf der post-transkriptionalen Ebene spielen könnte. Aus entwicklungsbiologischer Sicht stellt sich nun die Frage: Welche Rolle spielt das Ribosom in Stammzellen und Geweben, die von post-transkriptionalen Kontrollmechanismen dominiert werden? In diesem Projekt fokussiere ich mich zunächst auf einen Teilaspekt dieses Problems, in dem ich der Frage nachgehe, ob mRNAs um Ribosomen konkurrieren und inwieweit dies wichtig ist für die Regulierung von Genexpressionsprogrammen und der Entwicklung von Organen und deren Stammzellen. Um diese Frage zu beantworten werde ich das sehr gut charakterisierte Stammzellensystem in der Keimbahn des Nematoden Caernorhabditis elelgans (C. elegans) nutzen. Durch die Kombination von modernen Methoden der Transgenese, Genexpressionsanalyse und den klassischen genetischen Stärken von C. elegans, ziele ich darauf ab ein molekulares Modell zu schaffen, das die spezifische Genregulierung von Ribosomen erklären kann. Insgesamt erhoffe ich mir mit dieser Arbeit ein besseres Verständnis und vollständiges Bild zu dem Regulationspotential von Ribosomen, insbesondere in Stammzellen, zu generieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen