Die Funktionen von N2-Methylguanosin in zellulären RNAs

• Antragstellerin: Katherine Bohnsack, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560188066

Modifizierte Nukleoside in zellulären RNAs sind entscheidend für alle Ebenen der Genexpression und ihre dynamische Regulierung. In zellulären RNAs wurde eine Vielzahl von modifizierten Nukleosiden nachgewiesen (das Epitranskriptom) und mehrere RNA-Modifikationen bereits Transkriptom-weit kartiert. Sowohl in kodierenden RNAs (mRNAs) als auch nicht kodierenden RNAs, wie z. B. Transfer-RNAs (t)RNAs und kleinen nukleären RNAs (sn)RNAs, tragen modifizierte Nukleoside zur RNA-Faltung sowie zur Modulation von RNA-RNA- und RNA-Protein-Interaktionen bei. Aufgrund der wichtigen Rollen, die RNA-Modifikationen in der Genexpression und bei deren Regulierung spielen, werden Störungen des Epitranskriptoms häufig mit Krankheiten in Verbindung gebracht. Die Identifizierung der Enzyme, die für die Modifizierung bestimmter RNA-Nukleoside verantwortlich sind, ist daher wichtig, um zu verstehen, wie diese Markierungen eingeführt werden und welche Folgen sie für die zellulären Funktionen der RNAs haben. Methylierungen stellen die häufigste Art von RNA-Modifikation dar und speziell die Bildung von N2-Methylguanosin (m2G) ist kürzlich durch die Identifizierung von drei verwandten Methyltransferasen, die für die Installation dieser Art von Modifikation in menschlichen RNAs verantwortlich sind, ins Blickfeld gerückt. Während seit langem bekannt ist, dass m2G in menschlichen tRNAs und der U6 snRNA vorkommt, deuten neue Erkenntnisse darauf hin, dass m2G im gesamten Transkriptom (inclusive mRNAs) weit verbreitet ist. In diesem Projekt werden wir klassische molekularbiologische und biochemische Ansätze mit innovativen Verfahren zum Nachweis von RNA-Modifikationen kombinieren, um i) die molekularen Grundlagen der Installation von m2G-Modifikationen in zellulären RNAs und ii) die Rolle dieser Methylierungen im RNA-Stoffwechsel aufzuklären. Dieses Projekt wird daher grundlegenden Kenntnisse über die Biogenese verschiedener Komponenten der Genexpressionsmaschinerie liefern und die Funktionen modifizierter Nukleoside in den beteiligten RNAs aufdecken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen