Kartierung von mRNP-NUP Interaktionen während des mRNA Exports mit Hilfe einer neuartigen mRNA-Falle

• Antragstellerin: Professorin Dr. Susanne Kramer
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten ; Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451084435

Die Transkription eukaryotischer mRNAs findet im Zellkern statt und mRNAs müssen die Kernporen passieren, um ins Zytoplasma zu gelangen. Diese Passage ist essentiell und Defekte in diesem Transportweg verursachen eine Vielzahl verschiedener Krankheiten. Da der mRNA Transport sehr schnell abläuft und die Interaktionen zwischen der mRNA und den Kernporen-Proteinen transient sind, lässt sich mRNA Export nur begrenzt experimentell zu untersuchen. Wir haben kürzlich entdeckt, dass in Trypanosomen ein wichtiger mRNA Export Kontrollpunkt fehlt, welcher normalerweise verhindert, dass unreife mRNAs den Transport durch die Kernpore beginnen. Weil dieser Kontrollpunkt fehlt, können wir mRNAs zusammen mit ihren gebundenen Proteinen (mRNPs, messenger ribonucleoprotein particles) während des Transports durch die Kernpore in einer „mRNA-trap“ (mRNA Falle) einfrieren, indem wir gezielt Transkription oder Spleißen blockieren. Das Ziel dieses Projektes ist es, diese Besonderheit im mRNA Export Weg der Trypanosomen auszunutzen um die Interaktionen zwischen mRNPs und Kernporen-Proteinen zu untersuchen. Hierzu werden wir neu-entwickelte ‚Proximity-labelling’ Techniken für Proteine und RNA mit klassischen biochemischen Reinigungsmethoden kombinieren. Durch diese Kombination werden wir eine hochauflösende Karte der Interaktionen zwischen Kernporen-proteinen und mRNAs generieren.Trotz der großen evolutionären Distanz zwischen Menschen und Trypanosomen ist die wesentliche Struktur der Kernporen konserviert und es ist daher sehr wahrscheinlich, dass sich Ergebnisse aus unserer Studie auf den Menschen übertragen lassen, wo solch eine ‚mRNA Falle’ nicht möglich ist. Umgekehrt werden unsere Daten auch dazu beitragen, Unterschiede im Mechanismus und in der Kontrolle von mRNA Export zwischen Trypanosomatiden und anderen Eukaryoten aufzuzeigen. Damit können wir zum einen die Evolution des mRNA Export Transportweges besser verstehen. Zum anderen können wir durch Identifizierung geeigneten Zielmolekuelen zur Entwicklung von dringend benötigten Medikamenten gegen die vernachlässigten Tropenkrankheiten Chagas-Krankheit, Afrikanische Schlafkrankheit und Leishmaniose beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Kooperationspartner: Dr. Martin Zoltner