Entschlüsselung der Funktion der Intron-Retention bei der räumlich-zeitlichen Regulierung der TERT-RNA

• Antragstellerin: Dr. Gabrijela Dumbovic
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562550297

Die subzelluläre Kompartimentierung des Transkriptoms spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Genexpression Die Intron-Retention (IR), eine Form des alternativen Spleißens, führt häufig zu einer nuklearen Retention der RNA Telomerase Reverse Transcriptase (TERT) kodiert für die katalytische und limitierende Komponente der Telomerase, des Ribonukleoproteinkomplexes, der für die Telomerverlängerung verantwortlich ist. Telomerase ist im gesamten eukaryontischen Stammbaum ubiquitär zu finden und stellt eine erfolgreiche Lösung für das Problem der Endreplikation dar. Die Expression von TERT ist auf proliferative Zellen, wie z. B. in der fötalen Entwicklung und in Stammzellen, beschränkt, während sie in den meisten somatischen Zellen transkriptionell zum Schweigen gebracht wird. Dieses Silencing schränkt die Replikationskapazität der Zellen ein und führt zur Seneszenz, sobald die Telomere eine kritisch kurze Länge erreichen. Bei vielen Krebsarten wird TERT jedoch in abnormaler Weise reaktiviert, so dass sich die bösartigen Zellen unbegrenzt vermehren können. Daher ist die genaue Regulierung der TERT-Expression für die Aufrechterhaltung der Telomer-Homöostase und der zellulären Lebensspanne von wesentlicher Bedeutung. Unsere Studien zeigen, dass die TERT-RNA überwiegend im Zellkern verbleibt, wo sie für die Translation nicht zur Verfügung steht. TERT weist eine der höchsten und am besten konservierten IR-Ereignisse unter den proteinkodierenden RNAs auf. Diese Daten deuten auf einen RNA-vermittelten Mechanismus hin, der die Verfügbarkeit von TERT-RNA für die Translation und damit die Aufrechterhaltung des Telomers reguliert. Obwohl TERT für die Telomeraseaktivität erforderlich ist, sind der Mechanismus und die Rolle der IR bei der Regulierung des Telomeraseaufbaus und der Telomererhaltung noch unbekannt. Unser interdisziplinäres Forschungsprojekt zielt darauf ab, den Mechanismus und die Funktion der IR in der TERT-RNA aufzuklären, insbesondere wie sie deren subzelluläre Lokalisierung und Translationsdynamik über den subzellulären Raum und die Zeit moduliert. Mit Hilfe innovativer Einzelmolekül-RNA-Imaging-Methoden zur Verfolgung der subzellulären RNA-Kinetik, biochemischer Analysen von RNA-Protein-Interaktionen und CRISPR werden wir: (1) die molekularen Mechanismen zur Regulierung von TERT IR in hiPS-Zellen untersuchen; (2) die Echtzeitkinetik des TERT-Spleißens und -Exports während des Zellzyklus verfolgen; und (3) die Funktion von TERT IR aufklären. Darüber hinaus werden wir umfassendere Transkriptom-Programme untersuchen, die durch den identifizierten Mechanismus reguliert werden, um neue Einblicke in die Regulierung der Genexpression auf RNA-Ebene zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen