Nicht protein-kodierenden RNAs in Knock-In-Mausmodellen

• Antragsteller: Timofey Rozhdestvensky, Ph.D.; Boris Skryabin, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391469518

Prader-Willi-Syndrom (PWS) ist eine neurogenetische Erkrankung mit Deletion oder Inaktivierung imprinteter Gene innerhalb des PWS Lokus auf dem väterlicheren Chromosom 15. PWS ist die erste Humanerkrankung, für die eine genomischer Deletion von nicht protein kodierenden RNAs (ncRNAs) verantwortlich ist.Die kritische PWS-Region (PWScr) beinhaltet ein SNORD116 snoRNA Gen-Cluster, flankiert von nicht-protein-kodierenden IPW-A Exonen. Eine Deletion führt beim Menschen zum PWS und bei Mäusen zu einer Retardierung des Größenwachstums und einer postnatalen Sterblichkeitsrate von 15%.Der PWS-Lokus kodiert ein weiteres snoRNA Gen-Cluster (SNORD115). SNORD115 RNA reguliert möglicherweise alternatives Spleißen und/oder Editierung der Serotonin-Rezeptor-5HT-2c prae-mRNA. Dem 5HT-2c Rezeptor hat bei Adipositas, Autismus und anderen neurologischen Erkrankungen eine Schlüsselfunktion.Durch Insertion einer LoxP NeoR Kassette (5LoxP) oberhalb der PWScr haben wir ein knock in (KI) Mausmodell generiert. Wenn diese inserierte Kassette mütterlicherseits in eine Mauslinie mit PWScr-Deletion väterlicherseits (PWScr (p-/m5LoxP)) gekreuzt wird, werden das verminderte Größenwachstum und die postnatale Sterblichkeit kompensiert.In erster Linie ist Abwesenheit der ncRNAs aus der PWScr für den PWS Phänotyp verantwortlich.Die entscheidende Frage ist ob das fehlen der Snord116 RNAs oder die lange aus Exon A zusammengesetzte RNA aus der PWScr-RNAs ursächlich für PWS ist, blieb bisher offen.Dies möchten wir mittels weiteret transgener Mauslinien untersuchen.Hierzu sollen 3 verschiedene Knock-In Modelle generiert werden, die entweder beide PWScr RNAs exprimieren, oder jeweils spezifisch nur Snord116 oder IPW-A-Exone. Die Insertion ist im neutralen ROSA26-Lokus geplant.Detaillierte Analysen der transgenen Mäuse im Vergleich zu PWScr (p-/m+) und zum Wildtyp sollen durchgeführt werden.Die PWScr (p-/m5LoxP) Mäuse sollen auch Rückschlüsse auf die Funktion der schon erwähnten snoRNA Snord115 ermöglichen.Kann Snord115 auch in vivo das alternative Spleißen und/oder Editierung der 5HT2c- Rezeptor pre-mRNA beeinflußen?.Bei Wildtyp-Mäusen konnte im Choroid-Plexus, wo der 5HT2c Rezeptor stark exprimiert ist, ist Snord115 nicht detektierbar. Bei PWScr (p-/m5LoxP) Mäusen wurde Expression von Snord115 nachgewiesen.Durch das PWScr (p-/m5LoxP) Maus-Modell haben wir nun erstmalig Gelegenheit die mögliche Regulierungsfunktion der der 5Ht2cr pre-mRNA Prozessierung durch Snord115 in vivo zu untersuchen. Zusammenfassend ermöglicht das Projekt die funktionale Beteiligung verschiedener ncRNA Spezies beim PWS sowie die Regulierung der Serotonin-Rezeptor-Aktivität in vivo zu untersuchen. Die genaue Aufklärung der molekularen Grundlagen des PWS liefert neue Ansätze für therapeutische Maßnahmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen