Ziel-mRNAs und Bindungsstellen des Schlüssel-RNA-Bindungsproteins Rrm4 während des mikrotubuliabhängigen mRNA-Transports in dem Pflanzenpathogen Ustilago maydis

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Feldbrügge
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 222261341

Mikrotubuli abhängiger mRNA-Transport ist wichtig für die räumliche und zeitliche Regulation der Proteinexpression. Entscheidende Faktoren sind RNA bindende Proteine (RBP), die RNA-Lokalisations-Elemente in Ziel-mRNAs erkennen. Um die zugrunde liegenden biologischen Mechanismen zu verstehen, ist ein transkriptomweiter Ansatz von großem Wert. In dem phytopathogenen Pilz Ustilago maydis ist der Mikrotubuli abhängiger mRNA-Transport essentiell für das effiziente Wachstum von Infektionsfilamenten. Kürzlich wurde gezeigt, dass das RNA bindende Protein Rrm4 ein Schlüsselregulator dieses Prozesses ist. Rrm4 ist ein RBP des ELAV-Typs, welches drei RNA-Erkennungsmotive enthält (RRM1-3). Für seine Funktion ist die Erkennung von spezifischen Ziel-mRNAs wichtig. Der vermittelte Langstrecken-Transport ist an das Pendeln von Endosomen gekoppelt, welches durch ein Zusammenspiel des Minusenden gerichtete Dynein Dyn1/2 mit dem Plusenden gerichteten Kinesin Kin3 erreicht wird. In diesem Antrag planen wir die neuentwickelte iCLIP-Technik (individual nucleotide cross-linking and immune precipitation) anzuwenden. Zum einen, um sowohl Ziel-mRNAs von Rrm4 transkriptomweit zu identifizieren, und zum anderen um die Konsensus-Bindungsstelle der funktionell unterschiedlichen RRM1/2 und RRM3 zu entschlüsseln. In einem komplementären Ansatz werden wir eine universelle Forschungsstrategie entwickeln, um die Funktion von neuartigen Proteine zu untersuchen, deren räumlich-zeitliche Expression vom Mikrotubuli abhängigen mRNA-Transport beeinflusst wird. Zu diesem Zweck werden wir sowohl entsprechende Deletionsmutanten charakterisieren, als auch den Einfluss von mRNA-Transport auf die subzelluläre Lokalisation der kodierten Proteine untersuchen. Im Anschluss werden wir mithilfe von genetischen Methoden und Proteininteraktions-Studien mehr Einblicke in die Funktion der neuartigen Proteine gewinnen. Die hier beschriebenen Ansätze werden unser Verständnis von Zellpolarität, Membrantransport, Sekretion, Infektion und Biotechnologie deutlich verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen