Die strukturelle Basis der Translationsregulation während des Initiationsschrittes

• Antragsteller: Professor Dr. Janosch Hennig
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie ; Biochemie ; Biophysik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508497078

Die Translation ist ein zentraler Mechanismus des Lebens, der die ständige Versorgung jeder Zelle des Wirtsorganismus mit Proteinen sicherstellt. Die Funktionsweise der wichtigsten molekularen Maschine hinter diesem zellulären Vorgang, des Ribosoms, ist bis ins atomare Detail und in einer Reihe von Organismen gut verstanden. Im Gegensatz dazu ist es noch nicht eindeutig geklärt, wie dieser Prozess räumlich und zeitlich durch allgemeine und mehrere RNA-bindende Proteine reguliert wird. Nahezu unerforscht ist die Frage, wie RNA-Strukturen an der Translationsregulation beteiligt sind. Die 5'-3'-Nähe in mRNAs während der Translationsinitiation ist allgemein anerkannt, aber wie RNA-Strukturen an der Bildung eines "closed-loops" beteiligt sind und wie ein großer Translations-Repressionskomplex diese Kommunikation zwischen den RNA Termini beeinflusst, ist nicht klar. Dieser Antrag zielt darauf ab, eine zumindest annähernd atomar aufgelöste Struktur eines kompletten Translations-Repressionskomplexes in Drosophila in verschiedenen Stadien des Zusammenbaus während der Translationsinitiation zu erhalten. Alle beteiligten Komponenten sind beim Menschen hoch konserviert, wo sie die gleichen oder ähnliche Funktionen erfüllen, von denen einige bei der Krebsentwicklung und -progression eine Rolle spielen. Die Strukturbestimmung dieses Komplexes und einer Reihe von Unterkomplexen wird durch Kryo-EM in Kombination mit Daten aus NMR, Röntgenkristallographie und Kleinwinkelstreuung erfolgen. Darüber hinaus werden der Aufbau und die Dynamik beider Regulationsprozesse durch Einzelmolekül-Fluoreszenzmikroskopie überwacht und alle Daten in einem zellulären System validiert. Das Ergebnis wird beispiellose Erkenntnisse darüber liefern, wie RNA-Strukturen und allgemeine RNA-Bindungsproteine die Initiierung der Translation regulieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen