RNA Regulation in Higher Eukaryotes

Eukaryotische mRNAs binden zahlreiche RNA-bindende Proteine (RBPs) und bilden große mRNA-Ribonukleoprotein-Partikel, sogenannte mRNPs. RBPs beeinflussen das Schicksal der mRNA in jedem Schritt ihres Lebenszyklus, von der Transkription der Vorläufer-mRNAs (pre-mRNAs) im Zellkern bis hin zur Translation und zum Abbau reifer mRNAs im Zytoplasma. Unsere Gruppe untersucht eine Familie von nukleären RBPs, die sogenannten SR-Proteine, die während der Transkription an spezifische Stellen in pre-mRNAs binden und das konstitutive sowie das alternative Spleißen (AS) regulieren.

SR-Proteine binden meist an kodierende Exonregionen und werden während des Spleißens nicht entfernt. Daher haben sie das Potenzial, mRNAs während ihres gesamten Weges zu begleiten, und tatsächlich wurde gezeigt, dass einige Mitglieder der SR-Proteinfamilie zusätzliche Funktionen nach dem Spleißen bei der nukleären und zytoplasmatischen Genexpression erfüllen und Prozesse wie mRNA-Stabilität, microRNA-Verarbeitung, mRNA-Export oder Translation regulieren. Inwieweit einzelne SR-Proteine an Funktionen nach dem Spleißen beteiligt sind, ob diese Funktionen mit dem Spleißen zusammenhängen und wie solche multifunktionalen und eng verwandten RBPs Spezifität erreichen können, ist jedoch noch nicht geklärt.

Wir wollen untersuchen, ob und wie SR-Proteine Funktionen in den nach dem Spleißen folgenden Schritten der Genexpression erfüllen, wie beispielsweise der alternativen Polyadenylierung (APA), der nukleären Überwachung, dem mRNA-Export und der Translation im Zytoplasma. Durch die Kombination verschiedener Säugetierzelllinien und BAC-Recombineering mit vielfältigen in-vivo-mRNP-Aufreinigungsmethoden, genomweiten Ansätzen und computergestützten Werkzeugen wollen wir verstehen, wie Sequenz- und Strukturinformationen in der mRNA den Aufbau und die Umgestaltung von mRNPs steuern, wie sich die Zusammensetzung von mRNPs verändert, wenn die mRNA verschiedene Reifungsschritte durchläuft, und wie die Qualität der nukleären Genexpression in eukaryotischen Zellen gesichert wird.