Hochauflösende Kartierung und quantitative Modellierung kooperativer RNA-Bindungen in mRNPs

• Antragsteller: Professor Dr. Patrick Cramer
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313437620

Wir haben vor kurzem eine experimentelle Methode entwickelt, mit deren Hilfe wir die Bindepositionen von mRNP-Komponenten und anderen RNA-Bindefaktoren im Transkriptom bestimmen können (Schulz et al., Cell 2013; Baejen et al., Mol. Cell 2014). Es handelt sich um eine Weiterentwicklung des PAR-CLIP-Protokolls fuer Hefe (photoactivatable ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation). Die Methode haben wir verwendet, um fuer eine Reihe prä-mRNA- und mRNA-bindender Proteine globale Bindeprofile zu messen. Wir konnten zeigen, dass RNA-Bindepraeferenzen nicht mit Standardmethoden wie Positionswichtematrizen (PWMs) beschrieben werden können. Mit diesem Projektantrag schlagen wir einen kombinierten experimentell-theoretischen Ansatz vor, mit dem wir zwei Hauptziele des neuen Schwerpunktprogramms angehen werden. Erstens werden wir systematisch die Bindestellen einer Vielzahl von mRNA-bindenden Proteinen mit Hilfe von PAR-CLIP messen und so die Assemblierung und Funktion von mRNPs untersuchen. Zweitens werden wir neue Ansaetze fuer eine quantitative Beschreibung von Proteinen an RNA entwickeln, in dem wir die Bindung an RNA und die kooperative Bindung der Proteine untereinander thermodynamisch modellieren, um die Bindung quantitativ mit wenigen Parametern zu beschreiben. Ziel ist die Klärung der Frage, wie RNA-bindende Proteine trotz individuell niedriger Sequenzspezifität ihre notwendige Sequenzspezifität durch kooperative Bindung erlangen können. Die entwickelten experimentellen und Software-Methoden werden allen Gruppen im SPP zur Verfügung gestellt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1935: Deciphering the mRNP code: RNA-bound determinants of post-transcriptional gene regulation
• Mitverantwortlich: Dr. Johannes Söding