Rolle von RNAi Komponenten in PcG-abhängiger Gen-Repression

Die Verpackung der genetischen Information geschieht über die Aufwicklung des DNA-Fadens mit Hilfe von Histon-Proteinen. Das Histon-DNA Polymer wird Chromatin genannt und kann mittels Chromatin- Modifizierenden Enzymen in zugängliche (Euchromatin) und nicht-zugängliche (Heterochromatin) Bereiche unterteilt werden, was wiederum die Expression von Genen beeinflussen kann. Während der Entwicklung werden bestimmte Gene ein bzw. ausgeschaltet und dieses Genexpressionsmuster wird durch Polycomb (PcG) und thrithorax Group (trxG) Proteine stabil weitervererbt. PcG Proteine binden an bestimmte Sequenzmodule, genannt "PcG Response Elements" (PRE), was die Zugänglichkeit von Regulator-Proteinen beeinflusst und zur Repression von Ziel-Genen führt. Die Repression dieser Gene wird verstärkt, durch Interaktion mehrere homologer PREs auf unterschiedlichen Chromosomen (Trans-Interaktion). Dies impliziert, dass auch die 3-dimensionale Organisation des Kerns eine wichtige Rolle für die Gengregulation spielt. PcG Proteine sind ausserdem für die Stilllegung von multiplen homologen Sequenzen oder Transposons im Genom verantwortlich. Dies dient als Abwehrmechanismus gegenüber Viren und Transposons und wird auch als "Cosuppression" bezeichnet. Die Repression erfolgt entweder auf Transkriptionsebene mit Hilfe von PcG Proteinen und Chromatin-Veränderungen (TGS), oder nach der Transkription durch RNA-Degradation (PTGS). Letzteres wird initiert durch doppelsträngige RNA, und dieses Phenomen wird als "RNA interference" (RNAi) bezeichnet. Mutationen in Proteinen, die essentiell für RNAi sind, haben auch eine Auswirkung auf die transkriptionelle Repression von Genen durch PcG Proteine. In diesem Projekt wird die Rolle von RNA Komponenten oder RNAi Proteinen in der PRE-abhängigen Repression durch PcG Proteinen im Modellsystem Drosophila melanogaster untersucht. Es wird analysiert, ob RNAs essentiell sind für die Interaktion homologer PREs bzw. Repression durch PcG Proteine. Weiters soll die minimale DNA Sequenz und daran bindende Proteine identifiziert werden, die notwendig für die Funktion als PRE ist und die Interaktionen im 3D-Raum des Zellkerns vermitteln.