Kontrollieren Trypanosomen den Export von mRNAs?
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In Eukaryoten sind Transkription und Translation durch die Kernhülle getrennt, sodass alle neu transkribierten mRNAs die Kernporen passieren müssen, um das Zytoplasma zu erreichen. Besonders wichtig ist dabei, dass der Export unreifer mRNAs verhindert wird. Wie genau diese Exportkontrolle erfolgt, ist noch nicht vollständig verstanden – selbst in den Modellsystemen Hefe und Mensch. Trypanosomen sind evolutionär sehr weit von Hefe und Mensch entfernt und können als Modellorganismen dienen, um konservierte und nicht konservierte Aspekte dieses wichtigen Kontrollsystems zu untersuchen und so zu einem besseren Verständnis der Eukaryogenese beizutragen. In diesem Projekt haben wir uns zum Ziel gesetzt, konservierte sowie Trypanosomenspezifische Komponenten zu identifizieren, die potenziell an der mRNA-Exportkontrolle beteiligt sind. Wir konnten eine Beteiligung des Exon-Junction-Komplexes ausschließen, der ein vielversprechender Kandidat als Marker für erfolgreiches Trans-Spleißen gewesen wäre. Durch die Kombination von Expansion-Mikroskopie und Proximity-Labeling haben wir eine detaillierte Karte des Trypanosomen-Kernporenkomplexes sowie aller assoziierten Proteine, einschließlich Transporter und regulatorischer Proteine, erstellt. Wir haben neue asymmetrische Komponenten definiert, die größtenteils Trypanosomen-spezifisch sind und für einen gerichteten Transport essentiell sind. Zudem haben wir viele neue Proteine auf der Kernseite der Pore identifiziert – alle sind Trypanosomen-spezifisch, mit Ausnahme von drei Proteinen, die eine strukturelle Homologie zu bekannten Exportkontrollproteinen aus Hefe und Mensch (TREX-2) aufweisen. Um besser zu verstehen, wie das Exportsystem mit der Pore verbunden ist und wie mRNAs mit dem Transportsystem interagieren, haben wir eine Reihe von Mutanten erzeugt. Wir haben nun alle Komponenten identifiziert, die an der Kernpore lokalisiert sind, und beginnen zu verstehen, wie sie miteinander verknüpft sind. Der nächste Schritt ist die funktionelle Charakterisierung mittels reverser Genetik, die wir bereits begonnen haben.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Detailed characterisation of the trypanosome nuclear pore architecture reveals conserved asymmetrical functional hubs that drive mRNA export. PLOS Biology, 23(2), e3003024.
Gabiatti, Bernardo Papini; Krenzer, Johanna; Braune, Silke; Krüger, Timothy; Zoltner, Martin & Kramer, Susanne
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Trypanosomes lack a canonical EJC but possess an UPF1 dependent NMD-like pathway. PLOS ONE, 20(3), e0315659.
Gabiatti, Bernardo Papini; Freire, Eden Ribeiro; Odenwald, Johanna; de Freitas Nascimento, Janaina; Holetz, Fabiola; Carrington, Mark; Kramer, Susanne & Zoltner, Martin
