Strukturelle Grundlage der dsRNA-Remodellierung durch die essentiellen RNA-Helikasen MLE/DHX9 und ihre Kofaktoren

• Antragsteller: Professor Dr. Janosch Hennig
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie ; Biochemie ; Biophysik ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533362036

RNA-Helikasen spielen bei verschiedenen zellulären Prozessen, an denen RNA beteiligt ist, eine entscheidende Rolle, indem sie RNA-Moleküle in ATP-abhängiger Weise prozessieren, aufwinden oder strukturell verändern. Trotz umfangreicher Forschung und hochauflösender Strukturen sind die Faktoren, die die RNA-Spezifität von RNA-Helikasen bestimmen, und die Funktionen der Hilfsdomänen nach wie vor kaum bekannt. Kürzlich entdeckten wir, dass die RNA-Helikase Maleless (MLE) durch ihre N-terminale Doppelstrang-RNA-Bindungsdomäne autoreguliert wird, die für das Abwickeln der langen nicht-kodierenden RNA RoX2 und für die Dosiskompensation in Drosophila wesentlich ist. Der Umbau von RoX2 durch MLE löst den Aufbau des Dosiskompensationskomplexes (DCC) aus. Die ratenbegrenzende Komponente des DCC, MSL2, bindet anschließend an RoX2, was zu einer spezifischen Ausrichtung des Chromatins des X-Chromosoms führt. Unsere jüngste Studie hat gezeigt, dass eine Störung des komplizierten RNA-Abspulmechanismus von MLE tödliche Folgen für männliche Fliegen hat. In unserem Forschungsvorhaben wollen wir den nächsten Schritt des Dosierungsausgleichs entschlüsseln: Wir wollen verstehen, wie MSL2 an RoX2 bindet, welche Rolle die erste Doppelstrang-RNA-Bindungsdomäne spielt, ob der Kofaktor Unr beteiligt ist und ob dieser Prozess von der RoX2-RNA-Struktur abhängt. Außerdem stellen wir die Hypothese auf, dass das menschliche Ortholog von MLE, DHX9, einen ähnlichen autoregulatorischen Mechanismus verwendet. DHX9 steht in engem Zusammenhang mit HIV, Autoimmunerkrankungen und Krebs, da es an der Replikation, der miRNA-Verarbeitung, der Translation und der viralen Infektion beteiligt ist. Daher wurde DHX9 als vielversprechendes Ziel für Medikamente identifiziert. Wir wollen zeigen, dass die Schnittstelle zwischen seiner doppelsträngigen RNA-Bindungsdomäne und dem Helikase-Kernmodul als geeignete Oberfläche für die Entwicklung eines spezifischen Inhibitors dienen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen