Drittmittelprojekt

Funktionsüberlapp unter Modifikationen an der tRNA Antikodon-Schleife (tRNA Mods II)


Details zum Projekt
Projektlaufzeit: 07/201712/2018


Zusammenfassung
Obwohl tRNAs vielfältige, chemisch unterschiedliche Modikationen tragen, ist deren Rolle hinsichtlich der Funktion bei Translation und Proteinbiosynthese wenig verstanden. Wir konnten tRNA-Modifikationen in der Antikodonschleife identifizieren (mcm5s2U [5-Methoxy-Carbonyl-Methyl-2-Thiouridin], Psi [Pseudo-Uridin] und ct6A [zyklisches N(6)-Threonyl-Carbamoyl-Adenosin]), die entscheidend für die Funktion von zwei spezifischen tRNAs (tRNAGlnUUG oder tRNALysUUU) sind. Zum genaueren Verständnis der Kooperativität und Bedeutung dieser Modifikationen hinsichtlich spezifischer tRNA Eigenschaften und Decodierungsfunktionen auf proteom-weiter Ebene sollen folgende Ansätze verfolgt werden: - Analyse des Einflusses kombinierter Modifikationsdefekte auf tRNA-Aminoacylierung, Abundanz, strukturelle Integrität und Translationsgenauigkeit - Vergleich der Konsequenzen von Modifikationsdefekten und spezifischer tRNase Toxine (ACNasen) auf die Translation auf proteom-weiter Ebene mittels SILAC-MS/MS - Validierung dieser Targets und Analyse der Translation von modification tunable transcripts (MoTTs) mittels Western Blots sowie Suppression durch tRNA Überexpression - Vergleich des Kodon-Gebrauchs mit dem MoTT-Konzept und Überprüfung, ob codon-reengineering die MoTT-Translation von der tRNA Modifikationsabhängigkeit entkoppelt - Korrelation translational deregulierter Targets mit Phänotypen von tRNA Modifikationsmutanten via gene ontology Analyse Dieses komplementäre Arbeitsprogramm soll den Einfluss von Modifikationen auf die tRNA Funktion klären und das MoTT-Konzept überprüfen, welches postuliert, dass tRNA Modifikationen durch eine vom Codon-Gebrauch abhängige Beeinflussung der Translation Feinabstimmung des Proteoms bewirken. Daher werden wir eine Korrelation zwischen deregulierten Proteinen unter Bedingungen untersuchen, die zur selektiven Inaktivierung einzelner tRNAs führen (tRNAGlnUUG oder tRNALysUUU), was unseren Vorarbeiten zufolge ähnliche zelluläre Defekte hervorruft. Eine funktionelle Gruppierung der deregulierten Proteine kann möglicherweise zur Aufdeckung des Mechanismus führen, der den Zusammenhang zwischen tRNA-Modifikationsdefekten und diesen Phänotypen darstellt. Diese Ansätze sollen klären, wie eine kooperative Interaktion zwischen Modifikationen der tRNA-Antikodonschleife zum Schutz der Zelle vor gravierenden Fehlfunktionen führt, die in höheren Eukaryonten (inklusive des Menschen) mit der Entstehung von Krebs oder Neuropathien wie ALS korrelieren. Das Projekt am Modellorganismus Bäckerhefe und sein spezifischer Fokus auf tRNA-Modifikation steht in direktem Zusammenhang zum Schwerpunkt des DFG SPP 1784 Chemical Biology of Native Nucleic Acid Modifications und kann potenziell innovative wie mechanistische Einblicke in die biologische Signifikanz von tRNA-Modifikationen und deren Kooperativität liefern.

Zuletzt aktualisiert 2018-26-04 um 13:40