Untersuchung der physiochemischen Grundlagen der Bildung und Funktion mesoskaliger Biomakromolekül-Cluster

• Antragsteller: Mrityunjoy Kar, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562384767

Zahlreiche Biomakromoleküle, darunter die FET-Familie von RNA-bindenden Proteinen wie Fused in Sarcoma (FUS), bilden konzentrationsabhängige, heterogene mesoskalige Cluster und Kondensate. Diese Strukturen sind in verschiedene physiologische Prozesse involviert, darunter zelluläre Fitness, Transkription, Genregulierung, DNA-Schadensreparatur, Zellteilung, Autophagie, Hautbarrierebildung und Immunsignalübertragung. Ihre fehlerhafte Bildung ist jedoch auch mit pathologischen Zuständen wie Krebs, Neurodegeneration und Infektionskrankheiten assoziiert. Die spezifischen Mechanismen, durch die sequenzkodierte Wechselwirkungen und nanoskalige biomakromolekulare Informationen die Bildung dieser mesoskaligen Cluster und Kondensate beeinflussen, sind noch weitgehend unerforscht. Das vorgeschlagene Forschungsprogramm zielt deshalb darauf ab, die physikochemischen Prinzipien zu identifizieren, die die Bildung und die größenabhängigen Funktionen dieser Cluster und Kondensate bestimmen. Hierfür soll eine umfassende Methodik entwickelt werden, die folgende Hauptziele verfolgt: 1. Erforschung der sequenzabhängigen Determinanten der FET-Proteine bei der Bildung mesoskaliger Cluster: Dieses Ziel konzentriert sich auf die Entschlüsselung der grundlegenden Prinzipien, die die Bildung mesoskaliger Cluster von FET-Proteinen steuern, insbesondere darauf, wie die Proteinstruktur durch intra- und intermolekulare homotypische Interaktionen die Clusterbildung beeinflusst. 2. Untersuchung des Einflusses von RNA in der mesoskaligen FUS Clusterbildung: Dieses Ziel soll klären, wie FUS mit RNA interagiert, um mesoskalige Cluster zu bilden, wobei der Schwerpunkt auf den physikochemischen Prinzipien liegt, die diese Interaktionen leiten und wie intermolekulare heterotypische Wechselwirkungen mit RNA die Clusterbildung beeinflussen. 3. Etablierung des Zusammenhangs zwischen Größe und Funktion biopolymerer mesoskaliger Cluster: Dieses Ziel strebt danach, die Größe der mesoskaligen Cluster mit ihren Funktionen zu verknüpfen, unter Verwendung eines in-vitro-Transkriptionssystems, um zu erforschen, wie Veränderungen in der Clustergröße deren biologische Aktivität und Funktionalität beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen