Entschlüsselung molekularer und kinetischer Grundlagen der Transkription mit Einzelmolekülmethoden

• Antragsteller: Professor Dr. Christof Gebhardt
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468578170

Transkription ist wesentlich für eine Zelle. Vorgänge wie Homöostase, Wachstum und Differentiation benötigen richtig eingestellte Proteinmengen, wofür eine zeitlich präzise Regulation der Transkription wichtig ist. Für die meisten Gene wird mRNA in Pulsen aus mehreren Transkripten hergestellt, gefolgt von einem inaktiven Intervall ohne Transkription. Ein Einfluss auf Transkriptionspulse wurde für zahlreiche regulatorische Merkmale beobachtet, darunter das Binden von aktivierenden Transkriptionsfaktoren (TFs), das Zusammenspiel von Koaktivatoren und Enhancer-Promoter Wechselwirkungen. Die mechanistischen und kinetischen Details, wie diese Merkmale Eigenschaften von Transkriptionspulsen wie Pulsfrequenz, - Größe und -Dauer regulieren, sind jedoch unklar oder nicht bekannt.Mit diesem Antrag möchten wir einige molekulare und kinetische Aspekte der Transkriptionsregulation verstehen. Wir planen, mechanistische und kinetische Eigenschaften regulatorischer Merkmale wie die Zeit, die ein TF an seine Zielsequenz bindet, die Anzahl der Zielsequenzen im promoternahen Enhancer, oder den Abstand zwischen promoterfernem Enhancer und Promoter, mittels künstlichen TFs und Reportergenen zu verändern. Mittels Einzelmolekül-Fluoreszenzmikroskopie und der Abbildung einzelner Transkripte werden wir die veränderten Eigenschaften charakterisieren und Änderungen in den Wechselwirkungen zwischen Koaktivatoren und der Herstellung von mRNA in lebenden und fixierten Zellen beobachten. Insgesamt wird unser Ansatz umfassende quantitative Einblicke in die Regulation der Transkriptionskinetik liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen