Untersuchung des Einflusses von Mutationen der Argonaute 2 (AGO2) PAZ-Domäne auf den Abbau und die Target-Interaktion von miRNAs und die Tumorigenese

• Antragstellerin: Dr. Nina Caroline Nelson
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521361719

MicroRNAs (miRNAs) sind eine konservierte Klasse kleiner RNAs mit wichtigen Funktionen in der Regulation vieler zellulärer und entwicklungsphysiologischer Prozesse. Mechanistisch führen sie Argonaut (AGO)-Komplexe zu deren komplementären Ziel-mRNAs, um die Stabilität und Translation der mRNAs zu reduzieren. Schätzungsweise regulieren miRNAs ca. 60% aller mRNAs und die Misregulation von miRNAs wird mit der Störung der zellulären Homöostase und u.a. der Förderung der Tumorigenese in Zusammenhang gebracht. Abhängig vom Kontext und deren Target-Spezifität können miRNAs entweder die Tumorigenese fördern oder hemmen. Über den gesamten zellulären miRNA-Pool hinweg wird eine Reduzierung der miRNA-Menge in Tumoren beobachtet. Derzeit ist das Wissen über die Regulation des miRNA-Umsatzes und -Abbaus limitiert. Vorhergehende Studien konnten zeigen, dass die Zerstörung wichtiger Interaktionen zwischen dem 3‘-Ende der miRNA und der AGO PAZ-Domäne ausreichend ist, um umfangreiche Modifikationen des miRNA 3‘-Endes hervorzurufen und deren Abbau zu fördern. Die Mutationen entließen das miRNA 3‘-Ende von der schützenden Tasche der AGO-PAZ Domäne und machten es somit anfällig für Modifikationen (sog. tailing und trimming) und Degradation. Das Ziel unseres Projektes ist die weitergehende Untersuchung von AGO PAZ-Domänen Mutationen im Kontext der Tumorigenese. Basierend auf früheren Studien lautet unsere Hypothese, dass patientenabgeleitete Mutationen der AGO PAZ-Domäne zur Tumorigenese beitragen könnten, indem diese die Häufigkeit und Stabilität individueller miRNAs regulierten, oder die Bindungsspezifität und Repression von Ziel-mRNAs veränderten. Unser Projekt gliedert sich in zwei Teilprojekte. Im ersten Teilprojekt wollen wir den generellen Einfluss von Mutationen der AGO2 PAZ-Domäne auf das miRNA-Profil und die Modifikation von miRNAs, sowie auf Downstream-Prozesse verstehen. Das zweite Teilprojekt beschäftigt sich mit der Funktion der AGO2-Mutationen in Tumoren. Für dieses Projekt wollen wir eine Bibliothek von bestätigten und hochwahrscheinlichen AGO2-Varianten mit Mutationen in der PAZ-Domäne erstellen und deren Einfluss auf den miRNA Pool und den zellulären Phänotyp erforschen. Innerhalb des Projektes soll die Analyse mittels Hochdurchsatzsequenzierung mit Methoden aus der Zellbiologie, der RNA- und Protein-Biochemie kombiniert werden. Perspektivisch können unsere Kenntnisse der Identifikation neuer Biomarker oder der Entwicklung zielgerichteter Tumortherapien dienen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Dänemark
• Gastgeber: Dr. Xavier Bofill-De Ros