Verständnis der Mechanismen, mit denen multidomänige RNA-bindende Proteine unspezifische und spezifische Ziele unterscheiden, um alternatives Spleißen zu regulieren – ein integrativer struktur- und zellbiologischer Ansatz

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Michaela Müller-McNicoll; Professor Dr. Andreas Schlundt
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Biophysik ; Strukturbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 583887849

Beim Menschen unterliegt die Mehrzahl der Gene dem alternativen Spleißen, das für zelluläre Identität und Funktion von grundlegender Bedeutung ist. Die Auswahl der Spleißstellen erfolgt in einem fein regulierten, jedoch bislang nur unvollständig verstandenen Prozess durch serin/arginin-reiche Spleißfaktoren (SRSFs), eine Familie essenzieller, multifunktionaler RNA-bindender Proteine. Mutationen in Spleißstellen oder eine Fehlregulation der SRSF-Expression führen zu aberranten Spleißmustern und sind mit zahlreichen Erkrankungen, einschließlich verschiedener Tumorarten, assoziiert. Die SRSF-Familie umfasst 12 kanonische Mitglieder (SRSF1–12), die jeweils ein oder zwei RNA-Erkennungsdomänen (RRMs), eine glycin/arginin-reiche Linkerregion sowie eine C-terminale, unstrukturierte RS-Domäne mit komplexer regulatorischer Phosphorylation enthalten. In diesem Antrag adressieren wir zwei zentrale, bisher ungelöste Fragen: Wie können SRSFs spezifische RNA-Ziele erkennen und alternatives Spleißen regulieren, obwohl sie eine gemeinsame Domänenarchitektur, ähnliche RNA-Bindungspräferenzen und eine hohe Konzentration im selben zellulären Kompartiment aufweisen? Wie kann derselbe SRSF einerseits konstitutives Spleißen der meisten Exons – teilweise redundant mit anderen SRSFs – vermitteln und andererseits das alternative Spleißen einer kleinen Anzahl spezifischer Zieltranskripte regulieren? Wir gehen davon aus, dass differenzielle Beiträge einzelner Proteindomänen von SRSFs, die zu subtilen Veränderungen der RNA-Bindungsspezifität führen, wesentlich zu dieser funktionellen Diversität beitragen. Zudem vermuten wir, dass Unterschiede in der nukleären Mobilität und Aktivität der SRSFs eine wichtige, bislang jedoch häufig übersehene Rolle spielen. Zur Beantwortung dieser Fragen kombinieren wir strukturbiologische und zellbiologische Ansätze, um die Mechanismen der RNA-Bindung und Funktion des essenziellen Spleißfaktors SRSF6 zu untersuchen. Wir werden die molekulare und strukturelle Basis seiner RNA-Spezifität aufklären, die Beiträge der beiden RRMs, des Interdomänen-Linkers sowie der Länge und Zusammensetzung der unstrukturierten, phosphorylierten RS-Domäne in vitro und in vivo analysieren und die Rolle der nukleären Mobilität von SRSF6 bei Spleißentscheidungen bestimmen. Zudem adressieren wir Diskrepanzen zwischen in vitro- und in vivo-basierten RNA-Bindungsdaten und beziehen einen systematischen Vergleich mit SRSF1 ein, da wir eine funktionelle Konkurrenz beider Proteine erwarten. Mit diesem integrativen Ansatz werden wir die Grundlagen der Zielspezifität von SRSF6 und seine Funktion im alternativen Spleißen aufklären. Durch den Vergleich mit SRSF1 erwarten wir darüber hinaus die Ableitung allgemeiner Prinzipien für die gesamte Familie der SR-Proteine.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen