Funktion und Regulation von konvergenter antisense Transkription der RNA Polymerase II

• Antragsteller: Dr. Andreas Mayer
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418415292

Die Gentranskription durch die RNA Polymerase II (Pol II) ist kein einseitig gerichteter Vorgang (‘Sense’), sondern wird in der Regel von nicht-kodierender Transkription in entgegengesetzter Richtung (‘Antisense’) begleitet. Die Antisense Transkription stellt eine Hauptquelle nicht-kodierender RNA in Zellen dar und hat genregulatorische Funktion. Wir haben eine genomweite Methode entwickelt, genannt ‘native elongating transcript sequencing (NET-seq)’, die es ermöglicht das ganze Spektrum von Sense und Antisense Transkription in menschlichen Zellen mit Einzelnukleotid-Auflösung zu bestimmen (Mayer et al, Cell, 2015; Mayer & Churchman, Nature Prot., 2016). Unsere NET-seq Analyse enthüllte eine neue Klasse von Antisense Transkription in der Promotor-proximalen Region von rund 25% aller aktiver Gene, die ‘konvergente antisense Transkription’. Diese nicht-kodierende Transkription kommt besonders bei schwach exprimierten Genen vor und ist interessanterweise um so stärker je schwächer die zugehörige Sense Transkription ist. Obwohl dies auf eine mögliche genregulatorische Funktion hinweist, sind grundlegende Aspekte dieser antisense Transkription zur Zeit noch unerforscht. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens möchten wir die beiden folgenden grundlegenden Fragen aufklären: (1) Welche molekularen Mechanismen steuern die konvergente antisense Transkription? (2) Welche Rolle hat diese nicht-kodierende Transkription für die Regulation der Sense Transkription und damit für den transkriptionellen Output von Genen? Um Antworten auf diese fundamentalen Fragen in menschlichen Zellen zu erhalten, verwenden wir eine Kombination von hochauflösenden genomweiten Methoden, Verfahren der Genom-Editierung und Einzelmolekül-Mikroskopie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen