Regulierung von Argonaute-Proteinen durch N-terminale intrinsisch ungeordnete Regionen

• Antragsteller: Professor René Ketting, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569879053

Intrinsisch ungeordnete Regionen (IDR) von Proteinen sind weit verbreitet. Ein Kontext, in dem sie intensiv untersucht werden, ist die subzelluläre Organisation durch Phasentrennung. Solche IDRs können jedoch auch andere Funktionen haben. Wir untersuchen die Funktion von Argonaute-Proteinen im Prozess der RNA-Interferenz und wie diese über Generationen hinweg vererbt werden kann, wobei der Fadenwurm C. elegans als wichtiger Modellorganismus dient. Diese Argonaute-Proteine enthalten häufig N-terminale IDRs und sind häufig in phasengetrennten Strukturen, den so genannten Keimgranula, zu finden. Unsere vorläufige Arbeit deutet jedoch darauf hin, dass N-terminale IDRs von Argonaute-Proteinen ihre Lokalisierung in diesen Granula nicht stark beeinflussen, wohl aber ihre Funktion. Eine Möglichkeit, wie dies funktionieren könnte, ist die Beeinflussung der Beladung des Argonaute-Proteins. In diesem Projekt werden Experimente vorgeschlagen, mit denen die Funktion der N-terminalen IDRs von zwei spezifischen Argonaute-Proteinen, WAGO-1 und WAGO-3, untersucht werden soll. Dazu gehören Studien zu Enzymen, die diese IDRs proteolytisch verarbeiten, Studien zur Ladung, Stabilität und subzellulären Lokalisierung von Argonaute-Proteinen sowie Studien zur Vererbung von RNAi über Generationen hinweg. Gekoppelt an diese Studien werden biochemische Ansätze sein, um neue Akteure in den untersuchten Mechanismen zu identifizieren. Zuletzt hat der Bereich RNAi bei Fadenwürmern unser Verständnis dieses Prozesses vorangetrieben. Dennoch fehlen uns meist strukturelle Erkenntnisse. In Zusammenarbeit wollen wir die ersten Strukturen von Argonaute-Proteinen aus C. elegans erhalten. Zusammengenommen werden diese Studien neue Wege zum Verständnis der Funktion von Argonaute-Proteinen aufzeigen. Da Argonaute-Proteine über alle Spezies hinweg stark konserviert sind, erwarten wir, dass die geplanten neuen Erkenntnisse die Arbeit an Argonaute-Proteinen auch in anderen Spezies voranbringen werden. Schließlich werden diese Studien dazu beitragen, IDRs als weit mehr als „nur“ an der Phasentrennung beteiligt zu etablieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen