Identifizierung und Charakterisierung von zirkulären RNAs bei Differenzierung und Krankheit

• Antragsteller: Professor Dr. Friedrich C. Luft; Professor Dr. Nikolaus Rajewsky
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik ; Entwicklungsbiologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251427941

Neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der RNA Biologie lenken die Aufmerksamkeit auf eine wenig erforschte Klasse nicht-kodierender RNAs: zirkuläre Isoformen gespleißter Transcripte (sog. circRNAs). Tierische Zellen prägen Tausende von circRNAs aus, häufig genauso stark wie mRNAs, und oft in spezifischen Geweben oder Entwicklungsstadien. CirRNAs sind Exonuklease-resistent und daher ausserordentlich stabil. Vermutlich spielen circRNAs eine Rolle bei der posttranskriptionellen Genregulation. Die Bedeutung von circRNAs für die menschliche Entwicklung und für Krankheiten ist unbekannt. Wir wollen die Hypothese prüfen, dass circRNAs sich als Biomarker für Differenzierungsprozesse und Krankheiten eignen. Wir werden circRNAs in Blut, Speichel, Urin und in mesenchymalen Stammzellen (MSZ) von gesunden und erkrankten Spendern identifizieren (metabolisches Syndrom; Bluthochdruck; Knorpel- und Skelett-Erkrankungen). MSZ sollen vor und nach Differenzierung untersucht werden (Fettgewebe; vaskuläre glatte Muskelzellen; Knorpel oder Knochenzellen). Zudem wollen wir die circRNA-Ausprägung bei infektiösen Krankheiten und bei Krebs erforschen. In Zusammenarbeit sollen untersucht werden: Proben von Darm und Pankreas-Tumoren (Charité Comprehensive Cancer Center, Berlin); Burkitt Lymphome und EBV-, Kaposi Sarkoma-assoziiertes HHV-8- und HHV-7-infizierte Zellen (Dr. Pfeffer, U. Strasbourg), oder HIV- und M. tuberculosis-infizierte Zellen (Prof. Goldfeld, Harvard Medical School). Dieser Gemeinschaftantrag der Rajewsky-Gruppe (MDC Berlin-Buch) und der Luft-Gruppe (Charité, Medizinische Universität Berlin, Humboldt Universität) hat fünf Forschungsziele. 1: Ein standardisiertes Verfahren für die Aufreinigung und hochauflösende Tiefen-Sequenzierung von circRNAs aus verschiedenartigen Proben; 2: Eine standardisierte, rechnergestützte Analyse, die im Hochdurchsatzverfahren circRNAs kartographiert, analysiert und annotiert; 3: Identifizierung und Charakterisierung von circRNAs in primären MSZ und differenzierten Zelltypen um die Rolle von circRNAs während der Gewebsentwicklung und -erhaltung aufzudecken; 4: Identifizierung von circRNAs in klinischen Proben, einschliesslich viral infizierter Zellen und Tumoren, um das Potential von circRNAs als Biomarker für Diagnose und Therapie zu erfassen; 5: Protokolle, Computerprogramme und Sequenzierdaten in einer kuratierten Datenbank (doRiNA) im Internet frei zugänglich zu machen (dorina.mdc-berlin.de).Wir gehen davon aus, dass dieses Projekt 1) als Gemeinschaftsresource und frei verfügbar Protokolle, Computercode und umfangreiche RNA-Sequenzierungsdaten bereitstellt (circRNAs, andere nicht-kodierende RNAs sowie mRNAs); 2) circRNAs in diesen Sequenzierdaten identifiziert und annotiert; 3) spezifisch menschliche und virale circRNAs identifiziert, die mit Differenzierungsstadien oder Krankheiten assoziiert sind; 4) eine Schwerpunkts-Liste von interessanten circRNAs für zukünftige klinische und angewandte Studien bereitstellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, USA
• Beteiligte Personen: Professorin Dr. Anne Goldfeld; Dr. Sébastien Pfeffer, Ph.D.