Untersuchung der Rolle von alternativem Spleißen in Langerhans-Inseln für die Diabetesentstehung.

• Antragstellerin: Dr. Ilka Wilhelmi
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468851650

Transkriptomanalysen von Langerhans-Inseln von Mäusen unterschiedlicher Diabetesprävalenz, wie der Diabetes suszeptiblen NZO Maus (new zealand obese) und der Diabetes resistenten B6-ob/ob Maus, führten zur Identifizierung signifikanter Expressionsunterschiede und der Entdeckung sogenannter Diabetesgene. Wir postulieren jedoch, dass differentielle Genexpression nicht die alleinige Ursache für die gravierenden Unterschiede in der Diabetes-Suszeptibilität ist, sondern auch eine Diversität von Protein-Isoformen, die durch Spleißen (splicing) entstehen, eine Rolle spielt. Ziel dieses Vorhabens ist es, die Rolle von alternativem splicing in der Entstehung eines Diabetes zu untersuchen und zu verstehen. Dazu wurden RNA-seq Daten von isolierten Inseln männlicher NZO und ob/ob Mäuse analysiert und 730 Gene mit alternativen splice-Events identifiziert. Die daraus hervorgehenden präliminären Ergebnisse sollen in drei Hauptpunkten näher untersucht werden: 1. Sollen splice Isoformen identifiziert und charakterisiert werden, die zu einer Dysfunktion der Langerhans-Inseln beitragen können. Es soll untersucht werden, inwiefern sich alternative Isoformen von den ursprünglichen Formen unterscheiden, ob funktionelle Domänen oder die intrazelluläre Lokalisation des Proteins verändert werden und wie sich dies auf fundamentale Prozesse wie die Insulinsekretion auswirken kann. Denn die Exklusionsrate von NZO Exons ist deutlich höher, und resultiert in 40% der Fälle zu einem Verlust des Leserahmens, während er in 55% der Fälle erhalten bleibt. Das lässt vermuten, dass potentiell neue Proteinformen entstehen. 2. Sollen Genvarianten identifiziert werden, die alternatives splicing beeinflussen können. Im Vergleich der beiden Mausstämme wurden zahlreiche Sequenzunterschiede in Form einzelner Polymorphismen (SNPs) identifiziert, die das splicing-Muster maßgeblich zu beeinflussen scheinen. Deshalb soll eine genaue Analyse zur Lokalisation dieser SNPs erfolgen und ob und inwiefern regulatorische Sequenzen beeinträchtigt werden. Identifizierte splicing relevante SNPs sollen mit humanen Diabetes-assoziierten SNPs aus GWAS-Daten verglichen werden, um die hier erworbenen Erkenntnisse auf den Menschen zu übertragen. 3. Soll untersucht werden, wie der Verlust der neuronalen Signatur in Langerhans-Inseln mit einem Diabetes assoziiert ist. Denn Zellen der Langerhans-Inseln weisen in ihrem Expressionsmuster große Parallelen zu dem neuronaler Zellen auf und exprimieren beispielsweise in Neuronen angereicherte splicing-Faktoren wie Srrm4 (serine/arginine repetitive matrix 4). Srrm4 ist in Inseln der NZO Mäuse deutlich geringer exprimiert, und auch bekannte SRRM4 regulierte Exons zeigen erhöhte Exklusion. Deshalb soll untersucht werden, inwiefern diese Exons Proteine und damit die Funktion der β-Zelle mit Bezug auf Proliferation, Apoptose und Insulinsekretion verändern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Dr. Wenke Jonas