U1 snRNP und Polyadenylierung in Pflanzen – eine neue Liaison

• Antragstellerin: Professorin Dr. Dorothee Staiger
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426553355

Die Reifung von mRNA Vorläufern umfasst mehrere Schritte wie Spleißen, Prozessierung am 3´Ende und Polyadenylierung, sowie Abbau. Wir haben gezeigt, dass bei Arabidopsis thaliana eine 5´Spleiß-Stelle die Prozessierung des 3´Endes von mikroRNA Vorläufern beeinflusst. Ferner haben wir gefunden, dass Proteine des U1 snRNP Komplexes, der die 5´Spleiß-Stelle erkennt, und Proteine des Cleavage Factor I Komplexes (CFI), der an Prozessierung und Polyadenylierung am 3´Ende beteiligt ist, interagieren. Das weist auf einen Zusammenhang zwischen Spleißen und Polyadenylierung hin, über den besonders in Pflanzen wenig bekannt ist.Wir postulieren, dass der crosstalk zwischen U1 snRNP und CFI wichtig ist zur Festlegung der Polyadenylierungsstelle. Um das zu testen, werden wir Transkripte, an die einzelne CFI Untereinheiten binden, durch individual nucleotide resolution crosslinking and immunoprecipitation, eine Methode, die wir für Pflanzen etabliert haben, bestimmen. Damit werden wir die Bindestellen für alle Zieltranskripte der CFI Untereinheiten erhalten und neue Einblicke in konservierte Sequenzen an der Polyadenylierungsstelle bei Arabidopsis liefern.Parallel dazu werden wir zu ersten Mal genomweit bestimmen, welche CFI Untereinheiten Polyadenylierung kontrollieren. Dazu werden wir 3´end sequencing in Mutanten der CFI Untereinheiten durchführen. Ein Vergleich der Bindungsstellen mit den 3´end sequencing Daten wird zeigen, welche Polyadenylierungsstellen direkt durch CFI kontrolliert werden. Mit Hilfe von Minigenen werden wir dann den Mechanismus der Regulation untersuchen.Um Proteine zu identifizieren, die den crosstalk zwischen U1 snRNP und CFI vermitteln, werden wir die einzelnen CFI-Komponenten aus Pflanzen-Extrakten präzipitieren und interagierende Proteine mittels Massenspektrometrie bestimmen. Proteine, die sowohl mit U1 snRNP als auch mit CFI interagieren, werden auf eine Funktion bei der Polyadenylierung untersucht. Dazu werden Mutanten in einzelnen Proteinen hergestellt, in denen dann Veränderungen von Polyadenylierungsmuster analysiert werden.Unsere Resultate werden wesentliche Einsichten in die Kontrolle von 3´Prozessierung und Polyadenylierung in Arabidopsis liefern. Mit den genomweiten Daten wird die molekulare Funktion von CFI zum ersten Mal charakterisiert. Ferner werden wir Funktionen von U1 snRNP abgesehen von seiner Funktion beim Spleißen aufklären. Das wird unser Verständnis zur Regulation und Koordination von posttranskriptionellen Prozessen erweitern. Da posttranskriptionelle Kontrolle fundamental zur Adaptation von Pflanzen an veränderte Umweltbedingungen beiträgt, sind unsere Ergebnisse auch für angewandte Fragestellungen relevant. Das Projekt basiert auf der komplementären Expertise in RNA Prozessierung und einem Interesse an Polyadenylierung in beiden Gruppen, was zu einer fruchtbaren Zusammenarbeit führen wird. Darüber hinaus wird das Projekt stark von dem komplementären Spektrum an hoch aktuellen Techniken profitieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Partnerorganisation: Narodowe Centrum Nauki (NCN)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Artur Jarmolowski, Ph.D.