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Projekt
Untersuchung der Dynamik von Riboproteonuklein-Komplexen an naszenter mRNA mit dem RNA-Interactome-Capture-Verfahren
Antragstellerin
Dr. Cornelia Kilchert
Fachliche Zuordnung
Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
Förderung
Förderung von 2019 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427447926
Die Messenger-RNA (mRNA) übermittelt die genetische Information an die biosynthetische Maschinerie der Zelle. Vom Moment ihrer Entstehung an liegen mRNAs mit RNA-bindenden Proteinen assoziiert vor und bleiben während ihrer gesamten Existenz Teil von Ribonukleoprotein-(RNP)-Komplexen. Diese RNP-Hülle signalisiert dem zellulären Umfeld wichtige Informationen über den Status der mRNA. Wurde diese mRNA korrekt prozessiert? Kann der Export aus dem Zellkern erfolgen? Denn während der initialen mRNP-Bildung entscheidet sich, ob eine mRNA für den Export in das Zytoplasma geeignet ist oder abgebaut werden sollte, und diese Information – die im Zuge der fortlaufenden Prozessierung ständig aktualisiert wird – ist in der RNP-Hülle kodiert. Obwohl wir eine recht genaue Vorstellung von der Zusammensetzung stabiler mRNPs im Zellkern haben, ist die Dynamik der initialen mRNP-Bildung noch wenig verstanden. In meinem Labor wollen wir aufklären, auf welche Weise Anweisungen über das weitere Schicksal der mRNA molekular im mRNP kodiert werden – zum einen, unter welchen Bedingungen das Vorhandensein gewisser Proteine zum RNA-Abbau führt; zum anderen, wie Informationen über die vielen unterschiedlichen RNA-Prozessierungschritte "integriert" werden, die erfolgt sein müssen, bevor "korrekte" mRNPs schließlich für den Export aus dem Zellkern freigegeben werden können. In diesem Projekt wollen wir die Abfolge der mRNP-Remodellierungsschritte definieren, die zu einer "Freigabe" frisch transkribierter mRNA für den Kernexport führen. Mittels einer zeitaufgelösten vergleichenden Proteom-Analyse, die auf der RNA-Interactome-Capture-Methode basiert, beabsichtigen wir die Proteininteraktionen neu synthetisierter mRNAs im Rahmen ihrer Reifung zu verfolgen. Dazu markieren wir RNA im Pulse-Chase-Verfahren mit einem photovernetzbaren Nukleosidanalogon und UV-vernetzen die gebildeten RNPs in zeitlichen Abständen. Um aktive mRNP-Remodellierungsschritte zu identifizieren, werden wir Stämme in die Analyse einbeziehen, in denen die Funktionalität der DEAD-Box-Helikasen Dbp2, Sub2 oder Dbp5 eingeschränkt ist, die für den Umbau von naszierenden mRNPs von besonderer Bedeutung sind. Das Projekt befasst sich mit grundlegenden Fragen: Ist die frühe mRNP-Bildung ein gerichteter Prozess? Welche diskreten mRNP-Zustände können wir beobachten? Sind die DEAD-Box-Helikasen an konkreten Protein-Umlagerungsschritten beteiligt? Entsprechen diese Protein-Umlagerungen Kontrollpunkten in der mRNP-Biogenese? Wir erwarten, dass diese Studie maßgeblich zum Verständnis beitragen wird, wie Zellen in der Lage sind, die komplexen RNA-Prozessierungsschritte zu überwachen, die der Genexpression zugrunde liegen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
