RNA-Bindeproteine und die Kontrolle von mRNA-Metabolismus in der Regulation der erworbenen Immunität des Menschen

• Antragsteller: Professor Dr. Vigo Heissmeyer
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432656284

Die posttranskriptionelle Genregulation kontrolliert sowohl das Spleißen der mRNA, die Stabilität und Translation als auch ihre sub-zelluläre Lokalisation und damit eigentlich alle Funktionen der Zelle. Für das Immunsystem wird mittlerweile klar, dass posttranskriptionelle Genregulation eine große Rolle in der Differenzierung und Funktion der T-Lymphozyten spielt, jedoch sind noch viele Fragen ungelöst. RNA-Bindeproteine (RBPs) wurden in vielfältigen Immunmodulationen involviert. Ihre posttranskriptionelle Genregulation ist besonders wichtig in Immunzellen, in denen die Expression von Effektormolekülen wie z.B. Zytokinen in einer schnellen Antwort auf "Danger"-Signale hochgefahren, aber ebenso schnell abgeschaltet werden müssen, um exzessive Entzündungen und Gewebeschaden zu vermeiden. In der Tat sind viele mRNAs, die für Zytokine kodieren, instabil und/oder befinden sich in einem translationsinaktiven Zustand bis sie gebraucht werden. Hinsichtlich der molekularen Mechanismen, in denen RBPs ihre Wirkung entfalten, bzw. ihrer funktionellen Bedeutung in Immunzellen, insbesondere des Menschen, existierten noch große Verständnislücken. Von größter Bedeutung, jedoch nahezu ungeklärt, ist zu verstehen, wie die RBPs im Metabolismus von spezifischen mRNAs zusammenwirken oder einander ersetzen können. Mit dem vorliegenden Projekt werden wir daher diese kritischen Wissenslücken schließen, indem wir uns die folgenden spezifischen Ziele setzen:1. Aufdeckung der Bedeutung verschiedener RBPs in der Differenzierung und Funktion von humanen T-Lymphozyten. Wir werden hierbei zwei Fragen adressieren: i) welchen Einfluss nimmt die mRNA-Regulation durch RBPs im humanen System und ii) in welchem Ausmaß haben unterschiedliche Mitglieder einer RBP Familie einzigartige und/oder redundante Funktionen. Hierbei werden wir in erster Linie von dem kürzlich für primäre humane T-Lymphozyten optimierten CRISPR-Cas9 System profitieren, um Gendeletionen zu erzeugen und deren funktionelle Effekte in T-Lymphozyten zu untersuchen.2. Detaillierte mechanistische Analyse von ausgesuchten RBPs in humanen T-Lymphozyten. Hierzu werden wir eine Kombination von ‘omics’ und gezielten Herangehensweisen verwenden, um das Bindungsprofil von ausgesuchten RBPs im Transkriptom von humanen T-Zellen sowie den Effekt der RBPs auf mRNA Stabilität und Translation ihrer Ziel-mRNAs zu etablieren.Zusammengenommen werden wir eine umfängliche Beschreibung der Funktion ausgewählter RBPs in der Modulation der T-Lymphozytenbiologie mit detaillierten mechanistischen Untersuchungen dieser RBPs in der Regulation von mRNA Metabolismus während der Aktivierung, Differenzierung und Proliferation der Zellen integrieren. Durch die Kombination unserer Expertise in der Immunregulation durch RBPs und in der T-Lymphozytenbiologie werden wir grundlegende Zusammenhänge von RBP Expression und der Regulation komplexer zellulärer Antworten durch T-Lymphozyten aufklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Kooperationspartnerin: Privatdozentin Dr. Silvia Monticelli, Ph.D.