Studies on the mechanism and factor requirement of nuclear Pre-mRNA processing in plants

Das Prozessieren von pre-mRNAs in funktionelle mRNAs ist ein zentraler Schritt in der Genexpression von höheren Lebewesen. Dabei werden die informationstragenden Abschnitte der Gene (Exons) aneinander gespleißt und die intervenierenden Abschnitte (Introns) entfernt. Obwohl aber der Mechanismus des Spleißens in pflanzlichen und tierischen Zellen ident zu sein scheint, können tierische Introns vom Spleißapparat der Pflanzen nicht erkannt werden. Daher ist es ein Ziel dieses Projektes diejenigen Proteinfaktoren aus Pflanzen zu charakterisieren, die für die Intronerkennung wichtig sind. Diese Faktoren sind aber auch oft bei alternativen Spleißvorgängen involviert, die ihrerseits häufig gewebsspezifische und entwicklungspezifische Vorgänge steuern. Konsequenterweise ist daher ein weiteres Ziel dieses Projektes die Regulation der Genexpression dieser Spleißfaktoren genau zu untersuchen, um die Beteiligung dieser Faktoren an der Entwicklung der Pflanze zu verstehen. Für diese Studien sind Pflanzen besonders gut geeignet, da leicht transgene Arabidopsispflanzen gezüchtet werden können. Dadurch ist es möglich die Expression von Reportergenen während der Entwicklung zu verfolgen und auch den Einfluß von verschiedenen Umwelt- und Stressfaktoren auf die Genexpression zu untersuchen.

In diesem Projekt sind eine Fülle von Proteinen isoliert und charakterisiert worden, die sehr wichtig für die Genexpression in Pflanzen sind. Ihr Einfluß auf die Lichtregulation und auf metabolische Stoffwechselwege, sowie auf die Zellteilung ist genauer untersucht worden. Diese Proteine können im Prinzip auch für spezifische Änderungen der Genexpression in Pflanzen herangezogen werden. Das Prozessieren von pre-mRNAs in funktionelle mRNAs ist ein zentraler Schritt in der Genexpression von höheren Lebewesen. Dabei werden die informationstragenden Abschnitte der Gene (Exons) aneinander gespleißt und die intervenierenden Abschnitte (Introns) entfernt. Obwohl aber der Mechanismus des Spleißens in pflanzlichen und tierischen Zellen ident zu sein scheint, können tierische Introns vom Spleißapparat der Pflanzen nicht erkannt werden. Daher war ein Ziel dieses Projektes diejenigen Proteinfaktoren aus Pflanzen zu charakterisieren, die für die Intronerkennung wichtig sind. Diese Faktoren sind aber auch oft bei alternativen Spleißvorgängen involviert, die ihrerseits häufig gewebsspezifische und entwicklungsspezifische Vorgänge steuern. Konsequenterweise wardaher ein weiteres Ziel diese Projektes die Regulation der Genexpression dieser Spleißfaktoren genau zu untersuchen, um die Beteiligung dieser Faktoren an der Entwicklung der Pflanze zu verstehen. atSRp30 konnte als Spleißprotein identifiziert werden, das nachgewiesenermaßen das Spleißmuster anderer Gene verändert und dadurch auch deren Genexpressionsprogramm. atRSp31 ist ein Spleißprotein, das von Umweltseinflüssen, wie Licht und Kohlehydraten stark beeinflusst wird. Durch Überproduktion dieses Proteins kann die Stabilität einer Pflanze gegenüber diesen Einflüssen enorm gesteigert werden. atRSZ33 ist ein Protein, das mit vielen Spleißfaktoren interagiert und dessen Überproduktion die Größe und Teilungseffizienz der Pflanzenzelle ändert.