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Projekt
Photoaktivierte RNA-Bindung in einem Blaulicht-Rezeptor für optoribogenetische Anwendungen
Antragsteller
Professor Dr. Günter Mayer; Professor Dr. Andreas Möglich
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Förderung
Förderung von 2016 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 315180630
Sensorische Photorezeptoren vermitteln zahlreiche licht-abhängige Anpassungen natürlicher Organismen. In der Optogenetik kommt Photorezeptoren zudem eine entscheidende Rolle als genetisch kodierbare Schalter für die reversible, nicht-invasive und räumlich-zeitlich genaue physiologische Kontrolle von Zellen und Organismen zu. Natürlich vorkommende und eine Vielzahl künstlich erzeugter Photorezeptoren erlauben nun optogenetischen Eingriff in zahlreiche zelluläre Prozesse. Jedoch mangelte es bislang an optogenetischen Schaltern, die direkt auf Ebene der RNA wirken. Wir haben diese Lücke unlängst geschlossen durch die Entdeckung des ‚light-oxygen-voltage‘ (LOV) Rezeptores PAL aus dem Actinobacterium Nakamurella multipartita. Der PAL Rezeptor bindet kleine RNA Aptamere mit ausgezeichneter Sequenzspezifität und einer durch Blaulichtbestrahlung um den Faktor 100 verstärkten Affinität. Hierdurch werden neuartige optoribogenetische Anwendungsgebiete erschlossen. Das aktuelle kooperative Forschungsvorhaben zielt auf ein molekulares Verständnis von RNA-Bindung und Lichtregulation in PAL und zwei kürzlich entdeckten Homologen ab. Diese Untersuchungen ermöglichen die Konstruktion neuer PAL-Varianten mit veränderten und verbesserten Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich RNA-Sequenzspezifität und Lichtregulation. Wir werden die lichtabhängige PAL:RNA Interaktion in Zellkultur und in vivo einsetzen zur räumlich-zeitlichen Kontrolle der micro RNA Prozessierung und der Expression endogener Gene. Die geplanten Vorhaben bahnen den Weg hin zu neuartigen licht-geschalteten Werkzeugen, die die optoribogenetische Analyse der vielseitigen Aufgaben von RNA in der Natur ermöglichen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
