Quaternäre Struktur der 3´ Spleiss-Stellen-Erkennung

In den frühen Stadien des eukaryotischen Spleissens binden zwei Spleiss-Faktoren (SF1, U2AF) kooperativ an Intron-Sequenzen der pre-mRNA nahe an der 3` Spleiss-Stelle. Mehrere fundamentale Fragen entstehen aus der Tatsache heraus dass der modulare Komplex durch schwache binäre Protein-Protein/RNA Wechselwirkungen eine Erkennung der 3` Spleiss-Stelle erzielt: Was ist die strukturelle Basis für die Erkennung der 3` Spleiss-Stelle, wie induzieren die involvierten Spleiss-Faktoren eine einzigartige Konformation der Intron-RNA? Erlaubt die dynamische Anordnung des Spliceosoms ein sukzessives Ersetzen von SF1 durch U2 snRNP? Und, wie können andere Spleiss-Regulatoren mit der Intron-Sequenz wechselwirken und alternative Spleiss-Stellen bilden? Es wird erwartet diese Fragen durch Strukturbestimmung des quaternären SF1-U2AF/RNA Komplexes, welcher für die Erkennung der 3` Spleiss-Stelle verantwortlich ist, zu beantworten. Methodische Entwicklungen des Antragstellers und der Arbeitsgruppe von Prof. Sattler werden kombiniert und für die Strukturaufklärung des Komplexes verwendet. Durch die Etablierung neuer Methoden wird es möglich gemacht, ein breites Spektrum großer molekularer Komplexe routinemäßig zu studieren. Die Erkennung der 3` Spleiss-Stelle und die Interaction der Spleiss-Regulatoren mit der Intron-Sequenz sind von immenser biologischer und medizinischer Relevanz. Die Erkennung der Spleiss-Stelle ist ein komplexer und stark kontrollierter Prozess und kann mit etwa 15 % aller genetischen Erkrankungen, worin es zu Veränderungen in den Spleiss-Stellen kommt, in Verbindung gebracht werden. Weiters kommt es bei der Regulation des alternativen Spleissens, welches wichtige Rollen z.B. in der Regulation der Genexpression während der Geschlechtsbestimmung, der Differenzierung des Nervensystems sowie während des Zelltods spielt, häufig zu Interferenz mit der Anordnung des Spliceosoms. Dieses Projekt wird neue Details hinsichtlich der Erkennung der 3` Spleiss-Stelle liefern. Durch die neuen Erkenntnisse wird ein großer Schritt in Richtung des Langzeitziels - ein genaues Verständnis der Prozesse und Zusammenhänge des alternativen pre-mRNA Spleissens - gegangen.