Der Zusammenhang zwischen RNA-Kontrolle und Genom-Überwachung in Drosophila melanogastger

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Förstemann
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392687528

Wir haben gezeigt, dass in Drosophila melanogaster RNA-Transkripte an DNA Brüchen initiieren; ähnliches wurde für Pflanzen und Säugetier-Zellen gezeigt. Unser Genom-weiter Screen in Drosophila ergab etliche Faktoren mit einer Rolle im Spleißen und anderen Aspekten der mRNA Biogenese; dies konnte durch gezielte DNA-Schnitte entsprechend der Gen-Struktur (Introns/Exons) validiert werden. Die Kontrolle der mRNA Reifung scheint daher mit der Überwachung der Genom-Integrität verknüpft zu sein. In humanen Zellen wurden widersprüchliche Schlussfolgerungen publiziert, welche RNA Polymerase (Pol-II oder Pol-III) das am Bruch initiierte Transkript synthetisiert; unsere Arbeiten können auch hier einen wichtigen und klärenden Beitrag leisten. In der vorausgehenden Förderperiode haben wir die Sequenzierung von naszenter RNA nach spezifischer Aufreinigung der Polymerasen etabliert. Wir konnten zeigen, dass RNA pol-II am Bruch initiiert und dass dies besonders effizient innerhalb von intron-haltigen Genen passiert. Wir konnten keine von RNA Pol-III synthetisierten antisense-Transkripte nachweisen. Somit erscheint es eindeutig, dass in Drosophila RNA pol-II am Bruch initiiert und dass dies durch ein in sense Richtung arretiertes Spliceosom gestärkt wird. Außerdem konnten wir eine Interaktion zwischen dem Zn2+-Finger Protein Putzig und dem Prp19-Komplex des Spliceosoms nachweisen, die durch DNA-Schädigung verstärkt wird. Da dieses Protein, sowie einige bekannte Interaktoren, auch in unserem Screen identifiziert wurden, fokussiert sich das neue Arbeitsprogramm auf diese Proteine. Wir werden RNAi-Depletions-Experimente durchführen und die Effekte auf die am DNA-Bruch generierten siRNAs (sekundäre, aber sehr stabile Produkte des dort initiierten Transkripts) messen. Des Weiteren werden wir die Interaktionen durch co-IP / Western Blotting Experimente verifizieren und hierarchisch ordnen. Wir werden auch die Assoziation mit spezifischen DNA-Brüchen mittels Chromatin-IP in vivo untersuchen und etablierte sowie neue DNA-Reparatur-Versuche durchführen, um Veränderungen zu erkennen, die sich nach Depletion bestimmter Faktoren bei der DNA-Reparatur ergeben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen