The role of non-coding RNAs in regulation of gene expression

Die vor kurzer Zeit erst entdeckten kurzen und langen nicht-kodierenden RNAs haben unsere Sichtweise auf die Regulation der Genexpression verändert: sie modulieren die Expression von Genen in vielerlei Hinsicht, ihre stetig wachsende Anzahl und ergründeten biologischen Funktionen haben sie zu einem der wichtigsten und größten Klassen regulatorischer Moleküle gemacht. Trotz der Tatsache dass die Vielfalt und die untersuchten Funktionen individueller Beispiele von nicht-kodierenden RNAs auf ihre große Bedeutung hindeuten, ist ihre globale Rolle in Netzwerken, die die Genexpression während der Vertebraten Entwicklung regulieren, derzeit unbekannt. Der technische Fortschritt auf dem Gebiet der Sequenziertechniken ermöglicht sowohl das systematische Katalogisieren der nicht-kodierenden RNAs in allen Organismen, als auch systematische Studien zur Regulation der Expression dieser nicht-kodierenden RNAs durch bestimmte Transkriptionsfaktoren. Zum ersten Mal ist es möglich den umfassenden Überblick über Vielfalt, Expression und Regulation aller nicht-kodierenden RNAs und im Falle von miRNAs, deren mRNA Targets zu gewinnen, sodass diese Komponenten in regulatorischen Netzwerke integriert werden können. Mit dieser Studie werde ich die Identität der nicht-kodierenden RNAs, ihre Expression und ihre regulatorischen Bereiche im Zebrafish, einem etablierten Modellsystem der Entwicklungsbiologie der Vertebraten, studieren. Zusätzlich werde ich untersuchen, auf welche Weise zwei essenzielle neuronale Transkriptionsfaktoren die Genexpression nicht-kodierender RNAs kontrollieren. Die durch dieses Projekt produzierten Daten werden in das von mir bereits etablierte neuronale Netzwerk, in dem diese Transkriptionsfaktoren die neuronal-exprimierte miR- 124 regulieren und gleichzeitig von miR-124 reguliert werden, integriert. Durch systematische Anreicherung zusätzlicher Gene und nicht-kodierender RNAs, welche durch Transkriptionsfaktoren reguliert werden und ebenfalls an der Regulation neuronaler Gene beteiligt sind, erwarte ich einen detaillierten Eindruck auf regulatorische Zusammenhänge im sich entwickelnden Nervensystem der Vertebraten zu erhalten, im Besonderen durch die Beteiligung neuer nicht-kodierender RNAs. Analysen von auf diese Weise generierten Netzwerken werden Einblicke vermitteln, welche Netzwerkmotive in der Entwicklung des Vertebraten Nervensystem am häufigsten vorkommen.