Die Diversität der Kappe-bindenden Translationsfaktor-Komplexe: Aufgaben während der Translationsinitiation und Mechanismen zur mRNA-Selektion

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christine Elizabeth Clayton
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten ; Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419208155

Translationsinitiation in Eukaryoten beginnt damit, dass eIF4E an die Kappe am 5‘-Ende der mRNA bindet. eIF4E rekrutiert eIF4G, das weitere Faktoren und Ribosomen bindet. Viele Eukaryoten haben mehrere eIF4Es für die Initiation, jedoch sind die individuellen Aufgaben und Unterschiede unbekannt. Um dies zu verstehen, wollen wir Trypanosoma brucei als Modell verwenden.Zwei Stadien können in vitro kultiviert werden: Blutstromformen (vom Säugetier) und prozyklische Formen (aus Tsetse-Fliegen). Sie sind ein hervorragendes Modell, da die Regulation der Genexpression fast ausschließlich posttranskriptionell stattfindet, die mRNAs eine große Variabilität an Translationseffizienz und Halbwertszeiten aufweisen und die experimentelle Manipulation einfach durchführbar ist. T. brucei besitzt 6 eIF4Es und 5 eIF4Gs, wobei Komplexe aus EIF4E3-EIF4G4 und EIF4E4-EIF4G3 für den Großteil der Initiation zuständig sind. EIF4E1 bindet kein EIF4G und fungiert zusammen mit 4EIP als Inhibitor. EIF4E2 interagiert mit SLBP2, einem RNA-bindenden Protein (RBP), aber mit keinem EIF4G. Dieser Antrag umfasst hauptsächlich die Komplexe, die am ehesten eine spezifische Rolle bei der Initiation einnehmen: EIF4E5-EIF4G1/-EIF4G2 und EIF4E6-EIF4G5.De Melo Neto ist auf Initiationsfaktoren von T. brucei und Leishmania fokussiert und besitzt relevante Plasmide, rekombinante Proteine und Antikörper. Clayton hat sich auf die Rolle von RBPs bei der Regulation von mRNA-Abbau und Translation in T. brucei spezialisiert. Wir planen zunächst alle Proteine zu identifizieren, die mit den einzelnen EIF4Es in Blutstromformen assoziiert sind, ob direkt oder indirekt über mRNAs (Proteome der Messenger-Ribonukleoproteinkomplexe, mRNPs).Wir vermuten, dass einzelne EIF4E/G-Komplexe mithilfe von sequenz-spezifischen RBPs zu den mRNAs gelangen. Prozyklische EIF4E2-, EIF4E5- und EIF4E6-Komplexe binden bekanntermaßen direkt an ausgewählte RBPs, deren Liste wir anhand der mRNP-Proteome erweitern wollen. Mittels aufgereinigter Proteine sollen die Interaktionen innerhalb der EIF4E5- und EIF4E6-Komplexe adressiert werden. Ziel ist die Identifikation der mRNAs, die sowohl EIF4E2-, EIF4E5- oder EIF4E6-Komplexe binden, als auch bestimmte RBPs. Zeitgleich werden wir Translationsinitiation/-elongation und die Länge der polyA-Schwänze in Blutstromformen messen, um Aufschluss über die Charakteristika gebundener mRNAs und die Rolle der RBPs für jedes der EIF4Es zu erhalten; hier werden voraussichtlich EIF4E5 und EIF4E6 in den Fokus rücken. Wir planen mRNA Menge und Assoziation mit Polysomen in Abwesenheit einzelner Komplexkomponenten/RBPs in beiden Stadien zu betrachten und Transkriptom-weite Effekte bezüglich mRNA Menge und Translation festzustellen. Dieses Projekt wird die Aufgaben der unterschiedlichen Initiationskomplexe aufdecken: wie sie zu den mRNAs gelangen und wie sie die Translation beeinflussen. Zudem werden wir mehr über den Zusammenhang von Translationsinitiation, Elongation und mRNA-Abbau verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Brasilien
• ausländischer Mitantragsteller: Dr. Osvaldo De Melo Neto