Identifikation und Funktionsanalyse von Cdc42 ZIP-Codes

• Antragstellerin: Dr. Marina Chekulaeva
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432529965

Die genaue subzelluläre Lokalisation von RNAs und die Regulation lokaler Translation sind äußerst wichtig in hoch asymmetrische Zellen, wie Neurone. Die RNA Lokalisation wird durch speziefische cis-regulatorische Elemente herbeigeführt, welche üblicherweise in mRNA 3’UTRs zu finden sind. Aus diesem Grund haben Prozesse, die zu veränderten 3’UTRs führen – wie alternatives Splicing oder Polyadenylierung – das Poteintial, das Lokalisationsmuster der mRNA in Neuronen zu beeinflussen. Wir haben alternative 3’UTRs in Neuriten und Somata aus mESC-stammenden Neuronen, kartiert. Durch unsere Analyse konnten 593 Gene identifiziert werden, die unterschiedlich lokalisierte 3’UTR Isoformen aufweisen. Speziell haben wir nachgewiesen, dass zwei Isoformen des Cdc42 Gens, welches klare Funktionen in der neuronalen Polarität innehält, unterschiedliche Lokalisationen auf mRNA-, sowie auf Proteinebene, in Neuriten und Somata von mESC-stammenden Neuronen und primären kortikalen Neuronen der Maus aufweist. Durch Reporter Untersuchungen und 3’UTR Tauschexperimenten haben wir die Rollen von alternativen 3’UTRs und mRNA Transport in der unterschiedlichen Lokalisation von alternativen CDC42 Proteinisoformen, identifiziert. Desweiteren haben wir mit SILAC das Isoform-speziefische Cdc42 3’UTR-gebundene Proteom indentifiziert, was eine mögliche Rolle in der Lokalisation und Translation von Cdc42 spielt. Unsere Analysen deuten darauf hin, dass alternative 3’UTRs als ein neuer Mechanismus genutzt werden können, der eine veränderte Lokalisation von funktional diversen Proteinisoformen hervorruft. Innerhalb des vorliegenden Antrags werden wir den Mechanismus untersuchen, der die differentielle Lokalisation von Cdc42 Isoformen vermittelt, indem wir Cdc42 Zipcodes und deren gebundene RBPs identifizieren. Außerdem werden wir den Mechanismus analysieren, der zu einer veränderten Funktionalität der CDC42 Proteinisoformen führt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen