Mechanismus des pre-mRNA trans-splicings

Gene enthalten die Bauanleitungen zur Herstellung von Proteinen. Leben beruht auf dem Zusammenwirken tausender Gene, von denen jedes ein eigenes Protein produziert. Doch in unserer DNA wird diese wertvolle Information durch lange, nicht-kodierende Sequenzen unterbrochen, die den genetischen Code unlesbar machen ähnlich wie ein Satz, der mit zufälligen Buchstaben durchsetzt ist. Damit der genetische Code für die Zelle lesbar wird, wird das Gen zunächst in eine andere Klasse von Biomolekülen, bekannt als mRNA, kopiert, die als Boten fungiert. Diese mRNA-Kopie wird anschließend bearbeitet, um die nicht-kodierenden Sequenzen zu entfernen und einen funktionalen Bauplan zu erstellen. Dieser entscheidende Bearbeitungsprozess wird als Spleißen bezeichnet. In der Regel findet das Spleißen innerhalb eines einzelnen RNA-Moleküls statt (cis-Spleißen). In bestimmten Organismen, zum Beispiel in bestimmten Parasiten und Pflanzen, werden jedoch RNA-Segmente aus verschiedenen Molekülen zusammengefügt, um einen funktionalen Bauplan zu bilden ein Prozess, der trans-Spleißen genannt wird. Obwohl trans-Spleißen weit verbreitet ist, wissen wir noch sehr wenig darüber, wie es auf molekularer Ebene funktioniert. Meine Forschung zielt darauf ab, das trans-Spleißen im Modellorganismus C. elegans zu untersuchen. Wir werden fortschrittliche Bildgebungstechniken wie die Kryo- Elektronenmikroskopie einsetzen, um die molekulare Maschinerie sichtbar zu machen, die für diesen Prozess verantwortlich ist, das sogenannte trans-Spleißosom. Unser Ziel ist es genau zu verstehen, wie das trans-Spleißosom RNA-Segmente erkennt und verbindet, um grundlegende Einblicke in diesen wichtigen Prozess gewinnen. Das Verständnis des trans-Spleißens ist nicht nur für die Grundlagenforschung von großer Bedeutung, sondern könnte auch weitreichende Auswirkungen haben. Es könnte unser Verständnis der Evolution der RNA-Verarbeitung verbessern, neue Einblicke in die Genregulation bei Parasiten liefern und möglicherweise zu innovativen Strategien zur Bekämpfung parasitärer Krankheiten führen.