Die Rolle der langen nicht-protein kodierenden RNA (lncRNA) Fendrr in der embryonalen Herzentwicklung des Mausembryos

• Antragsteller: Dr. Phillip Grote
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 282795989

Der überwiegende Teil der RNA Transkripte des Vetebrategenoms sind lange nicht-protein kodierende RNAs (lncRNAs). Diese sind per Definition länger als 200 Nukleotide und haben kein oder nur geringes Potential für Proteine zu kodieren. Bisher wurde gezeigt, dass lncRNAs eine Rolle in der epigenetischen Vererbung und in der Embryonalentwicklung aber auch bei Krankheiten wie Krebs spielen. Wir konnten bereits zeigen, dass die lncRNA Fendrr essentiell für die Embryonalentwicklung der Maus ist. Embryonen in denen Fendrr genetisch inaktiviert wurde sterben bereits vor der Geburt aufgrund von Fehlentwicklungen des Herzen.Die genaue Rolle von Fendrr während der embryonalen Herzentwicklung soll hier weiter charakterisiert werden. Dazu werden Unterschiede in den Herzvorläuferzellen genomweit analysiert und in Korrelation zu den Veränderungen im weiter entwickelten Herzen gesetzt. Darüber hinaus wird in diesem Zusammenhang untersucht, welche Rolle der Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) dabei einnimmt, welcher direkt mit Fendrr interagiert. Ausserdem werden weitere Proteine und Proteinkomplexe identifiziert werden, die mit Fendrr interagieren und somit vermutlich ebenfalls eine Rolle bei der Funktion von Fendrr in den Herzvorläuferzellen einnehmen.Bestimmte RNA-Sequenzabschnitte von Fendrr können mit DNA Zielregionen im Genom interagieren und unterstützen damit die Rekrutierung von Fendrr-assozierten Proteinen zu diesen Regionen. Ein solcher Sequenzabschnitt wurde bereits näher charakterisiert. Durch Genommodifikation mittels CRISPR/Cas9 wurde der entsprechende genomische Bereich in embryonalen Stammzellen der Maus mutiert. Embryonen und Mäuse, welche aus diesen mutanten Stammzellen generiert wurden, zeigen eine partielle Abhängigkeit der Fendrr-Funktion von diesem Sequenzabschnitt . Weitere Sequenzabschnitte von Fendrr, welche eine ähnliche Funktion haben könnten, wurden bereits identifiziert und sollen ebenfalls in vivo analysiert werden.Das humane Ortholog von Fendrr spielt eine Rolle in dem genetischen Syndrom Alveolar capillary dysplasia with misalignment of pulmonary veins (ACD/MPV). Menschen mit diesem genetischen Syndrom weisen verschiedene, entwicklungsbedingte Fehlbildungen auf, unter anderem Herzdefekte. Patienten sterben allerdings kurz nach der Geburt an Lungenversagen. Es soll daher hier am Mausmodell untersucht werden, welche Rolle Fendrr in der Lungenentwicklung einnimmt. Dazu werden Lungen von Embryonen entnommen und ex vivo kultiviert. Durch den histologischen Vergleich von wild-typischen und Fendrr-mutanten Lungen soll die Ursache herausgearbeitet werden, die zur Ausbildung von nicht-funktionellen Lungen in ACD/MPV Patienten führt.Die hier beantragten Experimente werden dazu beitragen die Rolle der lncRNA Fendrr in der Herz- und Lungenentwicklung in vivo zu entschlüsseln. Die Erkenntnisse werden sich auch auf andere Gene der Klasse der lncRNAs ausweiten lassen und daher grundlegende Prinzipien der Funktion von lncRNAs aufdecken

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen