Regulation der Aktivität von Dicer durch die 5-Lipoxygenase

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Dieter Steinhilber; Professorin Dr. Beatrix Süß
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564834420

MicroRNAs (miRNAs) haben sich als wirksame Regulatoren der Genexpression erwiesen, die an der posttranskriptionellen Regulierung fast aller zellulären Prozesse beteiligt sind. Es wurde beschrieben, dass 5-Lipoxygenase (5-LO) mit Dicer interagiert und dadurch dessen Enzymaktivität moduliert. Ursprünglich bekannt für ihre Rolle bei der Biosynthese von Leukotrienen bei Entzündungen und Krebs, konnten wir zeigen, dass die Interaktion von 5-LO mit Dicer die Verarbeitung des miRNA-Clusters miR-99b/let-7e/125a verändert. Dadurch hemmt 5-LO die Bildung von let-7e, einem bekannten Induktor der Zelldifferenzierung, fördert aber die Bildung von miR-99b und miR-125a, von denen bekannt ist, dass sie die Zellproliferation und die Aufrechterhaltung der Funktionen leukämischer Stammzellen fördern. Somit kann 5-LO als Umschalter vom differenzierungsinduzierenden let-7e zu den proproliferativen, stammzellinduzierenden miRs (miR-99b und 125a) fungieren, um die Erhaltung von Stammzellen zu fördern und die Zelldifferenzierung zu unterdrücken. Wir werden nun den zugrundeliegenden Mechanismus entschlüsseln, wie 5-LO mit Dicer interagiert und welche Rolle die Sequenz und Struktur der prä-miRNA spielt, damit sie vom 5-LO-Dicer-Komplex erkannt wird. 5-LO wird hauptsächlich in Leukozyten exprimiert. In ruhenden Monozyten konnten wir kein intaktes Dicer nachweisen. Stattdessen wird das Dicer-Protein in ein 170 kDa- und ein 50 kDa-Fragment gespalten. Daher wollen wir herausfinden, ob diese Spaltung die 5-LO/Dicer-gesteuerte miRNA-Biogenese beeinflusst. Die Funktion dieser proteolytischen Spaltung ist weitgehend unbekannt. Die Stimulierung von Monozyten durch TLR-Liganden wie LPS oder Zymosan führt zur Hochregulierung von Dicer in voller Länge. In diesem Projekt werden wir die Funktion der Dicer-Spaltung in Monozyten und die Rolle der 5-LO-Dicer-Interaktion für die miRNA-Biogenese untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen