Regulation des RGG-vermittelten Kernimports

Arginin- und Glycin-reiche Motive wurden vor einigen Jahrzehnten als Schlüsselmotive in RNA-bindenden Proteinen erkannt, und als RG/RGG-Motive bezeichnet. Mehr als 1000 Proteine beinhalten diese unstrukturierten RG/RGG-Motive, und diese Proteine spielen eine essentielle Rolle in einer Vielzahl von physiologischen Prozessen, wie Transkription, prä-mRNA-Spleißen, Reparatur von DNA-Schäden, und mRNA-Translation. Kürzlich haben wir gezeigt, dass das RG/RGG-Motiv des Proteins Fused-in-Sarkoma (FUS) am Transportin-1 - vermittelten Kernimport beteiligt ist und dass Transportin-1 sowohl das bekannte Prolin-Tyrosin- Kernlokalisierungssignal (PY-NLS) als auch das RG/RGG-Motiv von FUS gleichzeitig binden kann. Arginin Methylierung des RG/RGG Motivs, in Kombination mit in ALS-Patienten (Amyotrophe Lateralsklerose) gefundenen Mutationen, verringert die Affinität von FUS für Transportin-1 und damit die Effizienz der Kernimport. Die daraus resultierenden zytosolischen Einschlüsse sind wohl das Markenzeichen der FUS-assoziierten Krankheit ALS. Trotz dieser Erkenntnisse bleiben die molekularen Details des geregelten Kerntransports von RG/RGG-Proteinen weitgehend unbekannt. In diesem Projekt wollen wir die molekularen Details des (fehl-)geregelten Kernimports der großen Klasse von RG/RGG-Proteinen durch das Studium der Interaktion und Funktion der Komplexe von FUS und CIRP (cold- inducible RNA-binding protein) mit dem Kernimportrezeptor Transportin-1 in vitro und in zellbasierten Assays untersuchen. Fehlregulation von RG/RGG-Kernimport ist ein gemeinsames Merkmal schwerer Krankheiten wie Krebs und Neurodegeneration. Daher ist detailliertes Verständnis der zugrundeliegenden molekularen Mechanismen der Schlüssel wird für die Entwicklung alternativer Strategien für die Behandlung von Krankheiten. Dieses Projekt zielt auf die Verallgemeinerung unserer jüngsten Erkenntnisse auf die gesamte Klasse der RG/RGG-haltigen Proteinen. Dies wird die Basis für die Entdeckung neuer, krankheitsassoziierter Ziele für die Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen mit unterschiedlichen Phänotypen, jedoch gleichen molekularen Krankheitsmechanismen (d.h. Fehlregulation des RG/RGG-vermittelten Kernimport), legen.

Arginin- und Glycin-reiche Motive wurden vor einigen Jahrzehnten als Schlüsselmotive in RNA-bindenden Proteinen erkannt, und als RG/RGG-Motive bezeichnet. Mehr als 1000 Proteine beinhalten diese unstrukturierten RG/RGG-Motive, und diese Proteine spielen eine essentielle Rolle in einer Vielzahl von physiologischen Prozessen, wie Transkription, prä-mRNA-Spleißen, Reparatur von DNA-Schäden, und mRNA-Translation. Kürzlich haben wir gezeigt, dass das RG/RGG-Motiv des Proteins Fused-in-Sarkoma (FUS) am Transportin-1 - vermittelten Kernimport beteiligt ist und dass Transportin-1 sowohl das bekannte Prolin-Tyrosin-Kernlokalisierungssignal (PY-NLS) als auch das RG/RGG-Motiv von FUS gleichzeitig binden kann. Arginin Methylierung des RG/RGG Motivs, in Kombination mit in ALS-Patienten (Amyotrophe Lateralsklerose) gefundenen Mutationen, verringert die Affinität von FUS für Transportin-1 und damit die Effizienz der Kernimport. Die daraus resultierenden zytosolischen Einschlüsse sind wohl das Markenzeichen der FUS-assoziierten Krankheit ALS. Trotz dieser Erkenntnisse bleiben die molekularen Details des geregelten Kerntransports von RG/RGG-Proteinen weitgehend unbekannt. In diesem Projekt haben wir die molekularen Details des (fehl-)geregelten Kernimports der großen Klasse von RG/RGG-Proteinen durch das Studium der Interaktion und Funktion der Komplexe von FUS und CIRP (cold-inducible RNA-binding protein) mit dem Kernimportrezeptor Transportin-1 in vitro und in zellbasierten Assays untersucht. Fehlregulation von RG/RGG-Kernimport ist ein gemeinsames Merkmal schwerer Krankheiten wie Krebs und Neurodegeneration. Daher ist detailliertes Verständnis der zugrundeliegenden molekularen Mechanismen der Schlüssel wird für die Entwicklung alternativer Strategien für die Behandlung von Krankheiten. Dieses Projekt ist ein wichtiger Beitrag für die Verallgemeinerung auf die gesamte Klasse der RG/RGG-haltigen Proteinen. Dies legt die Basis für die Entdeckung neuer, krankheitsassoziierter Ziele für die Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen mit unterschiedlichen Phänotypen, jedoch gleichen molekularen Krankheitsmechanismen (d.h. Fehlregulation des RG/RGG-vermittelten Kernimport).