Globaler Einfluß von Arginin-Methylierung auf Spleissen bei Arabidopsis

• Antragstellerin: Professorin Dr. Dorothee Staiger
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262541485

Posttranslationale Modifikation von Proteinen durch Arginin (R)-Methylierung spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation zellulärer Prozesse. Protein Arginine Methyltransferasen (PRMTs), die diese Modifikationen katalysieren, sind hochkonserviert und werden oftmals mit pathologischen Prozessen einschließlich Krebs in Verbindung gebracht. R Methylierung ist besonders bei RNA-bindenden Proteinen von Bedeutung. Wir werden untersuchen, wie R Methylierung von Spleiß-Faktoren deren Funktion beim alternativen Spleißen von prä-mRNAs beeinflusst und damit physiologische Prozesse in der Pflanze beeinflusst. Als Beispiel dient PRMT5 aus Arabidopsis thaliana. Prmt5 Mutanten haben einen globalen Defekt beim alternativen Spleißen und eine defekte innere Uhr, die zum Teil auf aberrantes Spleißen des zentralen Uhr-Gens PSEUDORESPONSEREGULATOR 9 zurückzuführen sind. PRMT5 methyliert Arginin141 von GRP7 und GRP8, zwei RNA-bindenden Proteinen mit einer regulatorischen Rolle im circadianen System, sowie LSM4, eine Komponente des Spleißosoms. Wir werden die Hypothese testen, dass PRMT5 seinen Effekt auf alternatives Spleißen, Blühinduktion und das circadiane System teilweise über GRP7, GRP8 und LSM4 ausübt. Dazu werden wir mutierte GRP7, GRP8 und LSM4 Proteine, die entweder nicht mehr methyliert werden können oder eine konstitutive Arginin-Methylierung nachahmen, mittels Gensynthese herstellen. Diese Proteine werden in Pflanzen exprimiert und auf Komplementation der entsprechenden Mutanten oder auf einen veränderten Überexpressionsphänotyp in der Pflanze getestet. Dazu werden wir das Blühen, Pathogenresistenz, sowie circadiane Rhythmik testen. Zudem werden wir untersuchen, wie diese Modifikationen das RNA-Bindeverhalten und die subzelluläre Lokalisierung der Proteine beeinflusst. Ferner werden wir mittels RNA-Immunpräzipitation nach direkten RNA targets suchen. Durch Vergleich von RNA Sequenzierungsdaten aus den verschiedenen Mutanten werden wir alternative Spleißvorgänge identifizieren, die durch die Proteine gemeinsam beeinflusst werden. Aufgrund dieser Daten sollen die hierarchische Interaktion von PRMT5 mit seinen Protein targets und der Einfluss auf deren Zieltranskripte abgebildet werden. Ferner werden wir die Hypothese testen, dass Tudor-Domänen Proteine das Methylierungssignal an Argininen in GRP7, GRP8, oder LSM4 erkennen. Von diesen Experimenten erwarten wir Einsichten in weitgehend unerforschte Prozesse bei Arabidopsis.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Argentinien
• Beteiligte Institution: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
• Beteiligte Person: Dr. Julieta Mateos