Engineering RNA-binding proteins and RNA-modifying enzymes to visualize mRNA localization in living cells

• Applicant: Professorin Dr. Andrea Rentmeister
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2011 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 205950553

Eine räumliche Organisation von mRNAs in subzelluläre Regionen (mRNA Lokalisation) findet in zahlreichen Zelltypen – von Bakterien bis hin zu Neuronen – statt und ermöglicht die räumliche und zeitliche Regulation der spezifischen Genexpression. In Neuronen wird die lokale Proteinbiosynthese für die synaptische Plastizität benötigt. Die Untersuchung der Lokalisation, des Transports, der Translation und des Abbaus von mRNA kann unsere Kenntnissee uber die Funktionsweise von Zellen und Organismen beträchtlich erweitern. Um die Dynamik von mRNA-Verteilung und -Transport zu erforschen, werden universell verwendbare Sonden benötigt, mit denen mRNA in lebenden Zellen sichtbar gemacht werden kann.Im vorliegenden Antrag schlagen wir zwei Strategien zur Visualisierung von RNA in lebenden Zellen vor: Die erste Strategie beruht auf einer chemo-enzymatischen Modifizierung von mRNA. Wir möchten RNA-Methyltransferasen umprogrammieren, damit sie Alkin-Gruppen transferieren, die mittels Click- Chemie weiter modifiziert werden können. Bei der zweiten Strategie beabsichtigen wir die Sequenzspezifitat des ssRNA-bindenden Proteins Pumilio zu verändern, indem wir Proteinkomplementierung eines fluoreszierenden Proteins in vivo nutzen. Beide Ansätze zielen darauf ab, spezifische, endogene RNAs in lebenden Zellen zu detektieren und sollen am Beispiel von mRNAs mit einem Bezug zu L1 und Fragile X letztendlich in Neuroblastom-Zellen und primären hippocampalen Neuronen der Maus getestet werden.

• DFG Programme: Independent Junior Research Groups
• Major Instrumentation: HPLC-System mit Autosampler
• Instrumentation Group: 1350 Flüssigkeits-Chromatographen (außer Aminosäureanalysatoren 317), Ionenaustauscher