Funktion von RNA Uridylierung in Geweben und Kompartimenten

RNA ist ein zentrales Makromolekül des Lebens, welches neuartige therapeutische Ansätze, wie mRNA-Impfstoffe, ermöglicht. Es gibt verschiedene RNA-Typen in Zellen, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Die Boten-RNA (mRNA) transportiert beispielsweise genetische Informationen von der DNA zu den Orten der Proteinsynthese. Andere RNA-Klassen, die sogenannten nicht-kodierenden RNAs (ncRNAs), übernehmen strukturelle, katalytische und regulatorische Funktionen. Für ihre korrekte Funktion werden fast alle RNA-Moleküle chemisch modifiziert, was ihre Struktur und Funktion entscheidend beeinflusst. Diese Modifikationen sind besonders wichtig für biologische Prozesse wie die Entwicklung von Organismen, und spielen bei Krankheitsverläufen und medizinischen Behandlungen eine entscheidende Rolle. Eine bedeutende Modifikation ist die Uridylierung der RNA, die von Enzymen, den sogenannten terminalen Uridylyltransferasen (TUTasen), durchgeführt wird. Diese zielen speziell auf bestimmte RNA-Gruppen ab, um deren Funktionen zu verändern. Uridylierung kann als Qualitätskontrolle in Zellen dienen und die Zerstörung defekter ncRNAs auslösen. Der Zusammenhang dieser molekularen Funktionen mit den Prozessen auf Organismusebene ist noch weitgehend unerforscht. Es ist jedoch erwiesen, dass Mutationen in TUTasen mit menschlichen Krankheiten in Verbindung gebracht werden und in Tiermodellen zu Defekten, einschließlich verminderter Fruchtbarkeit, führen können. Die Fruchtfliege Drosophila ist aufgrund ihrer genetischen Ressourcen, ihrer kurzen Generationszeit und ihrer gut charakterisierten Biologie ein ideales System, um die funktionellen Konsequenzen der RNA Uridylierung und TUTase-Aktivität zu untersuchen. Mit diesem Modell möchte ich die Mechanismen der RNA-Uridylierung erforschen, ihre Auswirkungen auf die RNA-Regulation untersuchen und die Funktionen von TUTase-Mutanten im lebenden Organismus verstehen. Meine Forschung konzentriert sich dabei auf eine neu identifizierte TUTase namens Mkg-p. Die Untersuchung von Mkg-p im Zusammenspiel mit anderen TUTasen wird Einblicke in die molekularen Mechanismen der RNA-Uridylierung und ihre Bedeutung für zelluläre Prozesse geben. Ich werde biochemische Methoden und Hochdurchsatz-Sequenzierung nutzen, um die Aktivität von Mkg-p zu charakterisieren und die von Mkg-p uridylierten RNAs zu identifizieren. Mit modernsten Massenspektrometrie-Techniken werde ich auch die molekularen Interaktionspartner von Mkg-p entdecken. Zusätzlich untersuche ich die Uridylierung in den Hoden von Fruchtfliegen, wo hohe TUTase-Konzentrationen auf eine wichtige Rolle für die Fruchtbarkeit hindeuten. Durch die Untersuchung von Mkg-p im Kontext verschiedener Zellprozesse wird dieses Forschungsprojekt wertvolle Erkenntnisse über die RNA-Uridylierung und ihren Einfluss auf wichtige biologische Vorgänge, einschließlich der Fruchtbarkeit, liefern.