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Projekt
Molekulare Mechanismen der m6A Modifikation von mRNA bei der Neurogenese in Drosophila
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Entwicklungsneurobiologie
Entwicklungsneurobiologie
Förderung
Förderung von 2018 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404953711
Das Gebiet der RNA-Modifikationen, das heute als Epitranskriptomics bezeichnet wird, hat in den letzten Jahren große Schritte hin zur zentralen Bühne der Genexpressionskontrolle gemacht. Bei allen bisher untersuchten Organismen wurden viele modifizierte Nukleotide zunächst in den Transfer-RNAs und ribosomalen RNAs entdeckt. Einige dieser Nukleotidmodifikationen wurden später in Boten-RNAs (mRNA) von Eukaryonten identifiziert, wo sie kürzlich als eine völlig neue Schicht der Regulation der Genexpression offenbart wurden. Die am weitesten verbreitete und am besten untersuchte interne Modifikation der mRNA ist N6-Methyladenosin (m6A). Es wurde gezeigt, dass diese Modifikation verschiedene physiologische Prozesse in verschiedenen Organismen durch post-transkriptionelle Kontrolle der Genexpression reguliert. Wir haben vor kurzem den m6A-Signalweg in Drosophila melanogaster charakterisiert, indem wir seine Hauptkomponenten identifiziert und ihre kritische Rolle während der Gehirnentwicklung demonstriert haben. Sich häufende Beweise deuten darauf hin, dass diese Funktion im Nervensystem bei Wirbeltieren konserviert ist. Aufgrund der Schwierigkeit, m6A (und RNA-Modifikationen im Allgemeinen) in vivo zu untersuchen, bleiben die molekularen Mechanismen, durch die m6A die Neurogenese steuert, jedoch schwer fassbar.In diesem Kooperationsantrag wollen wir i) neue Werkzeuge zur Kartierung der m6A-RNA-Modifikation in vivo durch einen nicht-invasiven RNA-Markierungsansatz (TRIBE) und durch Low-Input-Immunpräzipitationsprotokolle entwickeln und in quantitativer Weise ii) zur Untersuchung der Wirkung von m6A auf Genexpression in Subpopulationen neuronaler Zellen nutzen sowie iii) weitere m6A-Leserproteinen identifizieren und charakterisieren, die für neuronale Funktionen relevant sind. Wir haben bereits vielversprechende Ergebnisse in Bezug auf die Identifizierung von methylierten Transkripten in vivo unter Verwendung eines genetischen Ansatzes, kombiniert mit Hochdurchsatzsequenzierung und hochentwickelter Computeranalyse erhalten. Darüber hinaus haben wir die Zelltypen dargestellt, die beim Verlust von m6A im Nervensystem betroffen sind. Nicht zuletzt legt unsere unveröffentlichte Arbeit nahe, dass weitere m6A-Leseproteine existieren. Wir planen, ihre physiologischen Funktionen sowie ihre Kreuzverläufe innerhalb des m6A-Wegs zu charakterisieren. Während sich unsere Arbeit zunächst auf m6A konzentrieren wird, planen wir, die entwickelten Werkzeuge später an weitere Modifikationen anzupassen. Die vorgeschlagene kooperative Studie hat das Potenzial, mehrere Kollaborationen innerhalb des Schwerpunktprojektes zu fördern und zu einem besseren Verständnis des entstehenden Bereichs von mRNA-Modifikationen zu führen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
