Erbliche Konsequenzen kleiner RNAs

• Antragsteller: Professor Dr. Björn Schumacher
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437407415

Die “modern Synthese”, die eine Kombination Darwin’scher Evolution mit Mendel‘scher Populationsgenetik darstellt, schließt die Möglichkeit. dass Umwelteinflüsse vererbt werden, aus. Nach dem vorherrschenden Paradigma werden Genome durch evolutionäre Selektion oder Drift von stochastisch auftretenden Mutationen geformt. Experimente im Fadenwurm haben in den letzten 20 Jahren jedoch gezeigt, dass kleine RNA-induzierte RNA Interferenz (RNAi) Mechanismen parentale Genregulation an folgende Generation weitergeben. Während die ursprünglichen und naiven Ideen Lamarcks also verworfen wurden, haben genetische Modelle nun die sorgfältige Untersuchung neuer Mechanismen, die unter bestimmten Bedingungen erworbene, nicht-DNA kodierte Informationen über die parentale Umwelt an folgende Generationen transferieren, ermöglicht. Eine Vielzahl von Studien haben RNAi Mechanismen aufgezeigt, die das Abschalten von Genen über viele Generationen induzieren und perpetuieren.Transkription beeinflusst die DNA Reparaturkapazität von Genen, etwa mittels der transkriptionsgekoppelten Nukleotidexzisionsreparatur (TC-NER), als auch die Wahrscheinlichkeit eines Locus‘ Ziel meiotischer Rekombination zu werden. Unterschiedliche Mechanismen wurden in verschiedenen Organismen aufgedeckt, die nahelegen, dass langfristige Repression eines Gens zur Mutation desselben führen oder die Rekombinationswahrscheinlichkeit beeinflussen kann.Hier testen wir die provokante Hypothese dass die Vererbung kleiner RNAs die Genomevolution beeinflusst. Insbesondere untersuchen wir, ob kleine RNAs die Wahrscheinlichkeit eines Zielgens beeinflussen in der Keimbahn mutiert zu werden und somit zu festen erblichen Genomveränderungen zu führen. Für dieses Projekten nutzen wir die Synergien zwischen der Expertise von RNAi Mechanismen in transgenerationeller Vererbung (Rechavi) und DNA Reparaturmechanismen, speziell der TC-NER (Schumacher, um der fundamentalen Frage nachzugehen: Können temporäre epigenetischer Veränderungen im Genom fixiert werden? Hierzu untersuchen wir (1) ob erbliche kleine RNA-induzierte Genrepression die Wahrscheinlichkeit der Genmutation beeinflussen, (2) ob Vererbung kleiner RNAs die Rekombinationfrequenz verändert, (3) inwiefern kleine RNAs genomweit die DNA Reparatur und Rekombination in der Keimbahn verändern und (4) ob die Mengen kleiner RNAs, welche als Antwort auf Umwelteinflüsse vererbt werden, mit DNA Mutationen korrelieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländischer Mitantragsteller: Professor Oded Rechavi, Ph.D.