Untersuchung der Mechanismen der Wirkungsweise von miRNA bei der Etablierung neuronaler Polarität

• Antragstellerin: Dr. Marina Chekulaeva
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417699923

Neuronen sind stark polarisierte Zellen, die aus einem Zellkörper, dem Soma, und Zellfortsätzen, den Neuriten, bestehen. Für die Funktion von Nervenzellen ist diese Polarität entscheidend. Die Schaffung und Aufrechterhaltung von Zellpolarität beruht zum großen Teil auf der asymmetrischen subzellulären Verteilung und Translation von mRNAs.Um die Proteine und RNAs zu identifizieren, deren Verteilung und lokale Translation zwischen Soma und Neuriten unterschiedlich ist, haben wir ein Schema zur Trennung von Soma und Neuriten in Kombination mit Massenspektrometrie, RNA-seq, Ribo-seq und bioinformatischer Analyse entwickelt. Darüber hinaus haben wir gezeigt, dass eine Inhibition der miRNA-Funktion einen starken Einfluss auf die Verteilung und lokale Translation von mRNAs hat. miRNAs sind wichtige Regulatoren der Geneexpression und beeinflussen Translation und mRNA Abbau. In Eukaryoten wird mehr als die Hälfte aller Gene durch miRNAs reguliert. Die Funktion von miRNAs für die subzelluläre Verteilung und lokale Translation von mRNAs wurde bislang jedoch nicht systematisch untersucht. In dem hier vorgeschlagen Projekt wollen wir das miRNA-Netzwerk entschlüsseln, das der subzellulären Verteilung und Translation von mRNAs in Nervenzellen zugrunde liegt. Mit Hilfe von AGO-Clip werden wir die miRNA-Bindestellen in lokalisierten und lokal translatierten mRNAs bestimmen, mittels integrativer Datenanalyse werden wir die miRNAs zu identifizieren, die subzelluläre Verteilung und lokale Translationsmuster regulieren, und die zugrundeliegenden (molekularen) Mechanismen charakterisieren. Diese Ergebnisse werden zu einem besseren Verständnis der Mechanismen beitragen, die der Etablierung von Zellpolarität zugrunde liegen sowie der Rolle von miRNAs in diesem Prozess.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländischer Mitantragsteller: Professor Igor Ulitsky, Ph.D.