Die Nol9 5´Kinase in der Prozessierung von ribosomaler RNA

Eine Vielzahl von ribosomalen und nicht-ribosomalen Proteinen ist fuer die Herstellung funktioneller ribosomaler RNAs (rRNAS) aus deren primaeren rRNA-Transkripten notwendig. Ein solches nicht-ribosomales Protein ist die Polynukleotid-5`-Kinase Nol9, die mit prae-60S-ribosomalen Partikeln im Nukleolus von humanen Zellen assoziiert. Unsere Resultate zeigen, dass siRNA-induzierte Reduktion von Nol9 in humanen Zellen zu einem schwerwiegenden Defekt der Ribosomen-Biogenese fuehrt. Die enzymatische Aktivitaet von Nol9 ist insbesondere fuer die Entstehung der 5.8S und 28S rRNAs aus ihrem gemeinsamen Vorlaeufer 32S RNA erforderlich. Bei Reduktion der Nol9 Levels in humanen Zellen haben wir ausserdem einen spezifischen Defekt der `kurzen` 5.8S rRNA festgestellt, die sich von der `langen` 5.8S in ihrem 5` Ende und dessen Biogenese unterscheidet. Die kurze 5.8S Form wird durch einen exonukleolytischen Prozess generiert. Unsere Daten erschliessen folgende Neuheiten: Nol9 ist sowohl die erste nukleolaere RNA/DNA-Kinase als auch die erste Aktivitaet solcher Art, die eine Funktion in der Ribosomen-Biogenese hat. In Zukunft wollen wir die Funktionen von Nol9 genauer studieren. Dafuer werden wir verschiedene biochemische Techniken nutzen, um Substrate und Interaktionspartner von Nol9 zu identifizieren. Weiters wollen wir in vitro Systeme etablieren, um die Rolle von Nol9 in der Ribosomen-Biogenese besser zu verstehen. Um die Funktion von Nol9 im Kontext eines gesamten Organismus zu untersuchen, werden wir in Kollaboration mit dem Labor von Dr. Josef Penninger (IMBA) ein Mausmodel entwickeln.

Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens. Seine erstaunlich präzise Funktion ist das Ergebnis von Milliarden Jahren der Evolution. Die Basis jeder Zelle stellen Makromoleküle, welche Proteine genannt werden, dar: einige von ihnen sind "passiv", während andere "aktiv" sind, was bedeutet, dass sie Reaktionen katalysieren, die in deren Abwesenheit zu lange Zeitdauern benötigen würden, und dadurch mit dem Leben nicht kompatibel wären. Diese aktiven Proteine sind auch unter dem Namen Enzym bekannt.Proteine werden in zellulären Fabriken, auch Ribosomen genannt, produziert. Diese bestehen aus vier langen RNA (Ribonukleinsäure)-Molekülen und einer Fülle von assoziierten Proteinen und sind in einer großen und kleinen Untereinheit organisiert. Das Ribosom dekodiert die Sprache innerhalb jeder einzelnen Boten-RNA und übersetzt sie in eine Proteinsequenz.RNA-Moleküle werden innerhalb des Ribosoms zunächst als lange Vorstufen-Moleküle gebildet, die dann einer äußerst komplexen Prozessierung unterzogen werden, bevor sie in ein funktionelles Ribosom eingebaut werden. Dieser Prozess wurde der Einfachheit halber weitgehend in Hefe untersucht, aber nur selten in menschlichen Zellen analysiert.In diesem Projekt haben wir NOL9 charakterisiert, ein Enzym, das für das Prozessieren von ribosomalen RNA-Vorstufen Molekülen sehr wichtig ist. NOL9 katalysiert das Hinzufügen einer Phosphatgruppe an das Ende von DNA- oder RNA-Molekülen. Wir konnten zeigen, dass dessen Aktivität für das effiziente Prozessieren der ribosomalen RNA erforderlich ist. Wir zeigten auch, dass NOL9 seine Funktion in Verbindung mit anderen Proteinen erfüllt.Laufende Experimente adressieren die Rolle von NOL9 in vivo, und involvieren das Arbeiten mit Mäusen, welche NOL9 nicht produzieren, weil deren Gen entfernt worden ist.