Analyse von transkriptioneller und translationaler Regulation bei Virusinfektionen mittels RNA-Tagging und Ribosome Profiling

• Antragstellerin: Professorin Dr. Caroline Friedel
• Fachliche Zuordnung: Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263141430

Zwei neue methodische Entwicklungen basierend auf Next-Generation-Sequencing erlauben es nun in Echtzeit und mit Nukleotid-Auflösung Änderungen in transkriptioneller und translationaler Regulation zu untersuchen: metabolische Markierung von neu transkribierter RNA (RNA-Tagging) und Ribosome Profiling. In Zusammenarbeit mit Dr. Lars Dölken an der Universität Cambridge, der die Laborexperimente für das vorgeschlagene Projekt durchführen wird, werden wir diese zwei leistungsfähigen Techniken verwenden, um die zeitlichen Kaskaden von transkriptioneller und post-transkriptioneller Regulation im Laufe der lytischen Herpesvirus-Infektion zu modellieren. Zu diesem Zweck werden wir Experimente zum Zeitverlauf der regulatorischen Aktivitäten in virus-infizierten Zellen für zwei Modell-Herpesviren durchführen, nämlich dem murinen Cytomegalovirus (MCMV) und Herpes-simplex-Virus 1 (HSV-1). Das Ziel dieses Projektes ist dabei die Entwicklung von bioinformatischen Methoden für die Analyse dieser interessanten Daten, um ein Modell von transkriptionellen, translationalen und post-translationalen regulatorischen Mechanismen und den komplexen Wechselwirkungen zwischen diesen Mechanismen während der Virusinfektion zu erhalten. Die entwickelten Methoden werden Messungen von de novo Transkription, mRNA-Expression, Translation und Protein-Expression integrieren, welche mit Hilfe von RNA Tagging, Ribosome Profiling und SILAC erhalten wurden. Auf diese Weise werden wir die Inhibierung von Transkriptionsterminierung während der Virusinfektion untersuchen, die transkriptionelle und post-transkriptionelle Regulation einzelner Gene charakterisieren, Gruppen ko-regulierter Gene identifizieren und Transkriptionsfaktor- und miRNA-Bindung für diese Gene charakterisieren. Diese Arbeit beinhaltet auch die Bestimmung des ersten umfassenden Transkriptom- und Proteom-Atlas für MCMV und HSV-1. Die Methodenentwicklung wird dabei in enger Zusammenarbeit mit Experimentatoren (Dr. Lars Dölken, Babraham Institute, Cambridge) durchgeführt. Diese führen auch Validierungsexperimente durch für die durch die bioinformatischen Methoden vorgeschlagenen Hypothesen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Beteiligte Person: Professor Dr. Lars Dölken