GRK 2859:  R-loop Regelung in Robustheit und Widerstandsfähigkeit

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491145305

R-Loops sind dreisträngige Nukleinsäurestrukturen, die aus einem RNA-DNA-Hybrid und einem verschobenen DNA-Strang bestehen. Sie entstehen, wenn sich die naszierende RNA an die DNA-Doppelhelix zurückfädelt und eine Basenpaarung mit dem DNA-Vorlagestrang eingeht. Ursprünglich hielt man R-Loops für toxische Nebenprodukte der Transkription, doch hat sich in jüngster Zeit gezeigt, dass sie dynamisch reguliert werden und durch die Regulierung zahlreicher chromosomaler Vorgänge wichtige physiologische Funktionen erfüllen, darunter: DNA-Reparatur, Transkriptionsregulation und Chromatinaufbau. Die Präzision dieser Vorgänge ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass Zellen angesichts von Umweltveränderungen und Stress widerstandsfähig und robust sind. Im Rahmen dieses Graduiertenkollegs werden wir die Funktionalität und Regulierung von R-Loops im Hinblick auf zahlreiche molekulare Prozesse erforschen, z. B. Telomererhaltung, DNA-Reparatur, alternatives Spleißen und Transkriptionstermination. Darüber hinaus werden wir molekulare Werkzeuge und Methoden entwickeln, um die Lage von R-Loops im gesamten Genom weiter zu charakterisieren und den Unterschied zwischen geplanten (regulatorischen) R-Loops und ungeplanten (schädlichen) R-Loops besser zu verstehen. Wir werden versuchen, grundlegende und dringende Fragen zur Biologie der R-Loops zu beantworten, zum Beispiel: Warum fördern einige R-Loops die Transkription, während andere sie verhindern? Warum fördern einige R-Loops die DNA-Reparatur, während andere zu DNA-Schäden führen? Wie regulieren R-Loops die replikative Seneszenz nach Telomerverlust? Können R-Loops das Gen-Silencing im siRNA-Signalweg beeinflussen? Auf diese Weise haben alle Studierenden innerhalb des 4R-Forschungskollegs R-Loops als gemeinsamen Schwerpunkt und es wird eine optimale Grundlage für Zusammenarbeit, regen Austausch und wissenschaftliche Diskussionen geschaffen. Um einen möglichst breiten Einblick in biologische und biochemische Prozesse zu geben, werden aber auch eine Vielzahl anderer molekularer Abläufe untersucht. Zusätzlich werden die Studierenden Teil einer gut etablierten Graduiertenschule sein, die ihnen die Möglichkeit bietet, sich in der wissenschaftlichen Praxis zu üben und Kontakte zur Industrie und dem Feld der Wissenschaftskommunikation zu knüpfen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das 4R-GRK es den Studierenden ermöglichen wird, sich mit wissenschaftlichen Fragen zu einem hochaktuellen Thema auseinanderzusetzen und ihnen gleichzeitig die Fähigkeiten vermittelt, die sie benötigen, um nach ihrer Promotion erfolgreich tätig zu sein.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• Beteiligte Institution: Institut für Molekulare Biologie gGmbH
• Sprecher: Professor Brian Luke, Ph.D.
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Dr. Roopesh Anand; Dr. Maria Felicia Basilicata; Professor Peter Baumann, Ph.D.; Professorin Dr. Petra Beli; Professor Dr. Sven Danckwardt; Professorin Dr. Dorothee Dormann; Professor Thomas G. Hofmann, Ph.D.; Claudia Isabelle Keller Valsecchi, Ph.D.; Professor René Ketting, Ph.D.; Julian König, Ph.D.; Professor Christof Niehrs, Ph.D.; Dr. Jan Padeken; Professorin Helle Ulrich, Ph.D.; Professor Andreas Wachter, Ph.D.