Untersuchung der molekularen Mechanismen von miRNA-bindenden Argonauteproteinen in Kontext der Spermatogenese - eine Beleuchtung von nicht erforschten Regulatoren von männlicher Fruchtbarkeit

• Antragsteller: Dr. Volker Nitschko
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521962024

Das Überleben von Organsimen ist von der Regulation vieler miteinander verknüpfter Prozesse abhängig; sowohl auf der Ebene des ganzen Organismus, als auch von Molekülen in einzelnen Zellen. Wenn einer oder mehrere dieser regulatorischen Prozesse nicht richtig funktioniert, kann das schwerwiegende Folgen auf die Gesundheit und Entwicklung haben. Einige dieser wichtigen regulatorischen Prozesse werden RNA-Interferenz genannt und bestehen aus zwei Bestandteilen: einer kurzen RNA und einem Protein aus der Familie der Argonautproteine (AGO). Die RNA dient dabei als "Postleitzahl" und führt das AGO Protein zum Ziel der Regulation (längere RNAs, die am Ende zu Proteinen gemacht werden). Einer der RNAinterferenzprozesse nennt sich miRNA-Prozess (miRNA) und ist nach der kleinen RNA-Komponente benannt. Dieser Prozess wurde zuerst in der Wurmspezies Caenorhabditis elegans entdeckt, die als Model für unsere Studie dienen wird. Der miRNA-Prozess ist in einer weiten Anzahl an Organismen vorhanden, die von Schwämmen über Pflanzen zu Menschen reichen, und spielt wichtige Rollen in zellulärer und Organismus-Entwicklung, Vererbung und Fruchtbarkeit. Unser Labor hat vor kurzen herausgefunden, dass nur zwei der 19 AGO-Proteinen, die in C. elegans vorhanden sind, mit miRNAs interagieren und gleichzeitig während der Spermatogenese vorhanden sind. Die meisten Studien zur miRNA-Regulation waren im Kontext der Embryogenese und Oogenese, weswegen die Rolle von miRNAs während der Spermatogenese und der Effekt auf die väterliche Fruchtbarkeit weitgehend unerforscht sind. C. elegans besitzt sowohl über die Hälfte der Proteine, die in menschlicher Spermatogenese vorhanden sind, als auch einen großen Teil der miRNAs. Wir werden es deswegen in unserem Labor einsetzen, weil es einfach zu halten ist und wir eine Vielzahl an wissenschaftlichen Werkzeugen zur Hand haben, um unsere Forschungen durchzuführen. Die Kombination dieser Eigenschaften macht es zum idealen Organismus für unsere Studie. Unsere Forschungen wird die Basis für zukünftige Grundlagenforschung zur Regulation der Spermatogenese durch RNA-Interferenz in komplexeren Organismen wie Menschen legen und hat das Potential neue Wege zur Fruchtbarkeitsbehandlung und nicht-hormonellen Verhütungsmethoden zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeberin: Professorin Dr. Julie M. Claycomb