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SFB 1678:  Systemische Konsequenzen von Fidelitätsänderungen der mRNA- und Proteinbiosynthese

Fachliche Zuordnung Biologie
Medizin
Förderung Förderung seit 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520471345
 
Die Zuverlässigkeit der zellulären Prozesse, die die Biosynthese von mRNA und Proteinen steuern und durchführen, nimmt mit zunehmendem Alter und unter dem Einfluss von externen Stressfaktoren ab. Dieser Rückgang führt zur Produktion physiologisch ungünstiger Quantitäten und schlechter Qualität (z. B. fehlerhafte Sequenz, veränderte Faltung oder Lokalisierung) von mRNA und Proteinen. Die Arbeit von uns und anderen hat gezeigt, dass diese Abnahme der Fidelität zu Krankheitsmechanismen und altersbedingten physiologischen Veränderungen beiträgt. Während einige der Prozesse, die an der mRNA- oder Proteinbiosynthese beteiligt sind, seit Jahrzehnten sehr detailliert untersucht werden, fehlt ein integrierter, umfassender Überblick über die systemischen Folgen des Fidelitätsverlusts. Dieser Sonderforschungsbereich (SFB) zielt darauf ab, zu untersuchen, wie sich Veränderungen in der mRNA- und Proteinbiosynthese auf zelluläre und organismische Funktionen auswirken. Jüngste Fortschritte bei experimentellen Technologien, Datenanalyseverfahren und theoretischem Verständnis machen es möglich, diese Frage jetzt in Angriff zu nehmen. Wir werden uns mit Veränderungen in der mRNA- und Proteinbiosynthese mit Hilfe eines Forschungsprogramms befassen, das 1) die Folgen von Veränderungen in der Genauigkeit für das Transkriptom und das Proteom charakterisieren und quantifizieren wird, 2) die Rückkopplung zwischen verschiedenen Prozessen untersucht und 3) schließlich bewerten wird, wie die abnehmende Genauigkeit der mRNA- und Proteinbiosynthese zu Veränderungen der zellulären und organismischen Funktionen beiträgt. Um diese Ziele zu erreichen, haben wir ein Team aus renommierten Wissenschaftler:innen zusammengestellt, das über komplementäre Fachkenntnisse in den Bereichen Molekular- und Zellbiologie, Systembiologie und Bioinformatik sowie molekulare Hochdurchsatz-Verfahren verfügen. Wir werden molekular- und zellbiologische Methoden mit Ansätzen auf Systemebene kombinieren, unterstützt durch neu entwickelte computergestützte Modellierung von zellulären Prozessen, deren adaptiven Veränderungen und Interaktionen. Ein einzigartiger Aspekt unseres Forschungsplans ist die quantitative Untersuchung des Zusammenspiels zwischen Prozessen, wie z. B. die Übertragung und Weitergabe von mRNA-Fehlern auf das Proteom. Auf Proteomebene werden wir Fehler bei der Übersetzung, Proteinfaltung und Proteinlokalisierung quantifizieren und die Mechanismen untersuchen, die diese Veränderungen mit zellphysiologischen Endpunkten wie Überleben, Wachstumsraten, replikativer Seneszenz und zellulären Funktionen verbinden. Als Ergebnis wird dieser SFB ein systemisches Verständnis der zellulären Mechanismen liefern, die die Ursachen und Folgen von Fidelitätsveränderungen bestimmen. Als langfristige Vision möchte unser Konsortium aufklären, wie diese Fidelitätsveränderungen zu humanen Erkrankungen beitragen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche
Internationaler Bezug Schweiz

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Antragstellende Institution Universität zu Köln
 
 

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