Aufklärung des molekularen Mechanismus nicht-kanonischer Translation von Zellschicksal bestimmenden RNA-Transkripten

• Antragsteller: Dr. Daniel Friedrich
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie ; Biochemie ; Biophysik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422676875

Translation ist der fundamentale Prozess in Zellen lebender Organismen, in dem die in mRNA gespeicherte Information zur Proteinsynthese durch das Ribosom genutzt wird. In Eukaryoten sind verschiedene Mechanismen bekannt, die den komplexen Vorgang der Translationsinitiation ermöglichen. So können bestimmte zelluläre mRNAs durch cap-Struktur-unabhängige Mechanismen translatiert werden, unter anderem vermittelt durch „internal ribosome entry sites“ (IRESs) in mRNAs. „Death-associated protein 5“ (DAP5) ist ein entscheidender Initiationsfaktor für die Regulation solch nicht-kanonischer Translation von Transkripten wie beispielsweise p53, Bcl2, XIAP und Apaf1, die für das Zellschicksal elementar wichtig sind. Allerdings ist der strukturelle und molekulare Mechanismus der Erkennung von IRESs durch DAP5 nicht bekannt. Um zu einem detaillierteren Verständnis dieses grundlegenden zellulären Prozesses beizutragen, werde ich mit Hilfe von neuen NMR Techniken und biophysikalischen Methoden die Wechselwirkung von DAP5 mit einer ausgewählten IRES charakterisieren. Im Anschluss an eine funktionelle Charakterisierung drei verschiedener zellulären IRESs beabsichtige ich zunächst die Struktur einer dieser IRESs zu lösen, dies wird die erste Struktur einer solchen RNA mit atomarer Auflösung sein. Darauf aufbauend werde ich die Erkennung dieser IRES durch DAP5 strukturbiologisch und biophysikalisch genauer untersuchen. Ich werde dabei auch den Einfluss der intrinsisch ungeordneten Bereiche von DAP5 auf die Wechselwirkung mit der IRES testen. Mein Projekt zielt auf eine umfassende strukturbiologische Beschreibung des molekularen Mechanismus der mRNA-Erkennung durch DAP5 und wird neue Einblicke in die IRES-gesteuerte, cap-Struktur-unabhängige Translation von Transkripten, die eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des Zellschicksals spielen, gewähren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Professorin Dr. Victoria D' Souza; Professor Dr. Gerhard Wagner