Funktionelle Charakterisierung des mRNA-bindenden Proteins ZC3HAV1 in Stammzellerneuerung and Differenzierung

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Landthaler; Professor Dr. Nikolaus Rajewsky
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427452071

RNA-bindende Proteine (RBPs) interagieren mit cis-regulatorischen Elementen in Transkripten, um die Biogenese, Translation und Abbau von mRNA zu regulieren. Die detailierten Funktionen von RBPs in embryonalen Stammzellen und ihre dynamisches Bindung an mRNA während der Zelldifferenzierung sind nicht im Detail verstanden. Wir nutzten "mRNA Interactome Capture" in embryonalen Stammzellen und während deren Differenzierung zu Neuronen, um differentiell bindende RBPs zu identifizieren. Das mRNA-bindende Protein ZC3HAV1 zeigte eine vorübergehende Änderung der Bindung an mRNA während der Zelldifferenzierung. ZC3HAV wurde bisher meist nur als antivirales Protein untersucht, dass virale mRNA abbaut oder die Translation solcher mRNAs unterdrückt. Wir adressieren drei wichtige Fragen, die zwar unabhängig voneinander sind, aber zu einer systemweiten Beschreibung der Spezifität von und Regulation durch ZC3HAV1 in embryonalen Stammzellen und deren Differenzierung führt. Wir werden das mRNA Interaktom von ZC3HAV1 mittels PAR-CLIP in Kombination mit Hochdurchsatzsequenzierung bestimmen, um die ZC3HAV1 gebundenen Transkripte und die genauen RNA-Bindungstellen zu identifizieren. Wir werden Proteininteraktionspartner von ZC3HAV1 durch Biotinylierung und Massenspekrometrie bestimmen. Um den globalen Einfluss der ZC3HAV1 Aktivität zu charakterisieren, werden wir die Expression von ZC3HAV1 modulieren und Veränderungen in mRNA Halbwertszeiten und Ribosomenbelegung messen. Diese drei Ansätze liefern einen Überblick, welche Veränderungen der Zieltranskripte in Hinblick auf mRNA Stabilität und Translation auftreten. Zusätzlich werden wir die Rolle von ZC3HAV1 während der Zelldifferenzierung untersuchen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1935: Deciphering the mRNP code: RNA-bound determinants of post-transcriptional gene regulation