Intrazellulärer Transport von ADAR1

Adenosine Deaminasen welche RNA modifizieren (ADARs) sind RNA-editierende Enzyme, die Adnosine in Inosine in doppelsträngiger RNA umwandeln. In Boten-RNAs kann diese Modifikation zur Veränderung eines Kodons führen, was die Bildung mehrerer Proteine von einem Gen erlaubt. Durch ADARs hervorgerufenes RNA editing scheint in allen Metazoen zu existieren und ist für die normale Entwicklung eines Organismus essenziell. Endogene Substrate werden im Zellkern editiert wo auch der Großteil an ADAR Aktivität gefunden wird. Neuere Ergebnisse weisen jedoch auch auf eine Rolle von ADARs bei der Bekämpfung viraler Infektionen im Zytoplasma hin. Das Editieren endogener Substrate ist meist sehr spezifisch und betrifft nur einzelne Adenosine in wenigen RNAs. In vitro ist die Reaktion jedoch weniger selektiv und kann eine Vielzahl an Adenosinen in künstlichen RNAs betreffen. diese Tatsache und weitere biologische Untersuchungen weisen darauf hin, daß die Editierungs Reaktion in vivo sehr genau kontrolliert und reguliert ist. Einerseits führt die Regulation der Editing Reaktion dazu, daß nur einige wenige Substrat RNAs modifiziert werden, anderseits verhindert eine genaue Regulation die unbeabsichtigte Modifikation strukturierter zellulärer RNAs. Neuerdings wurden unterschiedliche Mechanismen entdeckt, welche die Editierungs Reaktion kontrollieren. Interessanterweise existieren unterschiedliche Kontrollmechanismen in verschiedenen Spezies und Geweben. In Drosophila editiert ADAR seine eigene mRNA, was zur Bildung eines Enzymes mit geringer Aktivität führt. Wird diese Selbstkontrolle unterbunden, führt dies zum Tod der genetisch veränderten Tiere. In Vertebraten ist ADAR Aktivität transkriptionell aber auch durch alternatives Spleissen reguliert. Ausserdem reguliert der intrazelluläre Transport die Menge an frei verfügbarem Enzym. Wir konnten kürzlich zeigen, daß ADAR zwischen Zellkern und Zytoplasma "shuttelt". Der Transport zwischen diesen zellulären Kompartimenten ist durch doppelstrang RNA-bindende Domänen aber auch durch neuartige Signale reguliert. Ziel dieses Projektes ist es, die Signale und Faktoren, welche die nukleäre Konzentration von ADAR1 regulieren, zu charakterisieren und deren Regulation zu untersuchen. Schließlich soll der Einfluss der Regulation der Editierungs Reaktion auf die Modifikation von endogenen aber auch viralen Substraten studiert werden. Die so gewonnen Erkenntnisse sollen Aufschluss über die Funktion von ADAR1 in normalen und durch Viren infizierten Zellen geben.

Adenosine Deaminasen welche RNA modifizieren (ADARs) sind RNA-editierende Enzyme, die Adnosine in Inosine in doppelsträngiger RNA umwandeln. In Boten-RNAs kann diese Modifikation zur Veränderung eines Kodons führen, was die Bildung mehrerer Proteine von einem Gen erlaubt. Durch ADARs hervorgerufenes RNA editing scheint in allen Metazoen zu existieren und ist für die normale Entwicklung eines Organismus essenziell. Endogene Substrate werden im Zellkern editiert wo auch der Großteil an ADAR Aktivität gefunden wird. Neuere Ergebnisse weisen jedoch auch auf eine Rolle von ADARs bei der Bekämpfung viraler Infektionen im Zytoplasma hin. Das Editieren endogener Substrate ist meist sehr spezifisch und betrifft nur einzelne Adenosine in wenigen RNAs. In vitro ist die Reaktion jedoch weniger selektiv und kann eine Vielzahl an Adenosinen in künstlichen RNAs betreffen. diese Tatsache und weitere biologische Untersuchungen weisen darauf hin, daß die Editierungs Reaktion in vivo sehr genau kontrolliert und reguliert ist. Einerseits führt die Regulation der Editing Reaktion dazu, daß nur einige wenige Substrat RNAs modifiziert werden, anderseits verhindert eine genaue Regulation die unbeabsichtigte Modifikation strukturierter zellulärer RNAs. Neuerdings wurden unterschiedliche Mechanismen entdeckt, welche die Editierungs Reaktion kontrollieren. Interessanterweise existieren unterschiedliche Kontrollmechanismen in verschiedenen Spezies und Geweben. In Drosophila editiert ADAR seine eigene mRNA, was zur Bildung eines Enzymes mit geringer Aktivität führt. Wird diese Selbstkontrolle unterbunden, führt dies zum Tod der genetisch veränderten Tiere. In Vertebraten ist ADAR Aktivität transkriptionell aber auch durch alternatives Spleissen reguliert. Ausserdem reguliert der intrazelluläre Transport die Menge an frei verfügbarem Enzym. Wir konnten kürzlich zeigen, daß ADAR zwischen Zellkern und Zytoplasma "shuttelt". Der Transport zwischen diesen zellulären Kompartimenten ist durch doppelstrang RNA-bindende Domänen aber auch durch neuartige Signale reguliert. Ziel dieses Projektes ist es, die Signale und Faktoren, welche die nukleäre Konzentration von ADAR1 regulieren, zu charakterisieren und deren Regulation zu untersuchen. Schließlich soll der Einfluss der Regulation der Editierungs Reaktion auf die Modifikation von endogenen aber auch viralen Substraten studiert werden. Die so gewonnen Erkenntnisse sollen Aufschluss über die Funktion von ADAR1 in normalen und durch Viren infizierten Zellen geben.