Aufklärung der Funktion von BRD4 in der Regulation von kotranskriptionellem Spleißen

• Antragsteller: Dr. Andreas Mayer
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498442505

Die Gentranskription durch die RNA Polymerase II (Pol II) liegt der Steuerung grundlegender Prozesse eukaryotischer Zellen zugrunde. Ein Hauptkontrollpunkt in der Pol II vermittelten Gentranskription befindet sich in der frühen Elongationsphase der Transkription, bevor die Pol II die Synthese eines vollständigen Transkripts fortsetzen kann. Mehrere Studien konnten eine Verbindung zwischen der BET Protein Familie, mit den Mitgliedern BRD2, BRD3 und BRD4, und der Regulation der Transkriptionselongation in menschlichen Zellen feststellen. Unsere jüngste Forschungsarbeit konnte zeigen, dass das BET Protein BRD4 den Hauptkontrollpunkt während der frühen Elongationsphase steuert indem BRD4 unter anderem bei der Assemblierung eines funktionellen Pol II Elongationskomplexes mitwirkt. Die Transkriptionselongation ist sehr eng mit der RNA Prozessierung gekoppelt um die Reifung einer funktionellen RNA, noch während deren Synthese durch die RNA Polymerase, zu ermöglichen. Kürzlich konnten wir zeigen, dass BRD4 einen molekularen Link zwischen der Transkriptionselongation und der RNA Prozessierung darstellt: BRD4 ermöglicht die Rekrutierung von 3’-RNA Prozessierungsfaktoren während des frühen Elongationskontrollpunkts, um die Spaltung der neugebildeten RNA am 3’-Ende der Gene zu ermöglichen (Arnold et al., Mol Cell, 2021). Unsere Forschung hat auch gezeigt, dass BRD4 mit Untereinheiten des Spleißosoms interagiert und dass eine schnelle induzierte Eliminierung von BET Proteinen (BRD4 eingeschlossen) in menschlichen Zellen zu einer Änderung des Spleißmusters bei einem großen Teil von Transkripten führt. Diese Beobachtungen zeigen, dass BRD4 eine Rolle in der Steuerung von kotranskriptionellem Spleißen hat. Ziel dieses Projekts ist es die molekularen Mechanismen aufzuklären, die der Regulation von kotranskriptionellem Spleißen durch BRD4 zugrunde liegen. Zudem möchten wir die Interaktionsschnittstelle zwischen BRD4 und dem Speißosom in menschlichen Zellen charakterisieren. Um diese Ziele zu erreichen, kommt ein hochauflösender und quantitativer Multiomik-Ansatz zur Anwendung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen