Dynamische Regulation des mRNA-Transports und der Translation in der Keimbahn von Drosophila

• Antragstellerin: Anne Ephrussi, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270067186

mRNA-Lokalisierung ist eine machtvolle und evolutionär konservierte Strategie, die, wenn an translationelle Kontrolle gekoppelt, eine präzise räumliche und zeitliche Kontrolle der Genexpression in Zellen ermöglicht. Die oskar-mRNA, deren Proteinprodukt die Bildung von Keimzellen und die posteriore Musterbildung im Embryo von Drosophila induziert, stellt ein Musterbeispiel für die mRNA-Lokalisierung und die Translationskontrolle dar. Zu den Schlüsselkomponenten, die das Verhalten der oskar-Ribonukleoproteinpartikel (RNP) regulieren, gehören der Exon Junction Complex (EJC) und das damit assoziierte gespleißte oskar-Lokalisierungselement (spliced oskar localization element, SOLE), die Doppelstrang-RNA-bindenden Proteine Egalitarian und Staufen sowie Dynein und Kinesin-1, Mikrotubuli-assoziierte Motorproteine mit entgegengesetzter Polarität, die die oskar-mRNA sequentiell von ihrem Syntheseort in den Nährzellen zum posterioren Pol der Oozyte transportieren. Um einen tieferen Einblick in die RNP-Assemblierung und -Regulation zu erhalten, entwickelten wir in der ersten Förderperiode einen stringenten biochemischen Ansatz, ipaRT genannt, mit dem wir einerseits das Bindemuster des Drosophila EJC aufklärten und anderseits die Faktoren aufdeckten, die sowohl die oskar-mRNA-spezifische als auch die Transkriptom-weite Positionierung des EJC in adulten Fliegen beeinflussen. Wir entwickelten auch eine Transkript-spezifische RNP-Aufreinigungsmethode und wendeten sie auf oskar unter Bedingungen an, unter welchen die mRNA entweder transportiert oder in Processing Bodies sequestriert wurde. Auf diese Weise identifizierten wir bereits bekannte und neue Kandidaten, einschließlich Translationsregulatoren, als Komponenten des oskar-RNP. In der zweiten Förderperiode werden wir (1) die Rolle von einigen dieser Kandidatenproteine in der RNA-Regulation in vivo erforschen, und (2) die Rolle von EJC, Egalitarian und Staufen in der mRNP-Assemblierung und dem Wechsel von Dynein zu Kinesin während des Transports der oskar-mRNA untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2333: Makromolekulare Komplexe in der mRNA Lokalisation