Mäuse mit verändertem RNA-Editing

RNA-Editierung durch Adenosin-Deaminasen wandelt Adenosine in Inosine in doppelsträngiger und strukturierter RNA um. Da Inosine von den meisten zellulären Prozessen und Proteinen als Guanosine interpretiert werden, kann dieser Prozess zur Veränderung der genetischen Information durch Kodon-Veränderung führen. Auch können Bindungsstellen für Proteine oder die Sekundärstruktur von RNA durch Editierung verändert werden. Der Verlust von RNA-Editierung führt in Mäusen zu embryonaler Lethalität. Die molekularen Ursachen dieses Phänomens sind jedoch nicht geklärt. Wir konnten kürzlich eine Gruppe von hoch konservierten Editierungs-Substraten identifizieren. Editierung dieser RNAs führt zur Synthese neuer Proteine, welche sich von der genomisch gespeicherten Information unterscheiden. Der hohe Grad an Konservierung dieser Editierungs-Ereignisse lässt deren funktionelle Relevanz vermuten. Um diese Vermutung zu testen, sollen Mäuse untersucht werden, in welchen die Editierung einzelner Substrate gezielt ausgeschaltet wurde. Drei Substrate wurden aufgrund ihrer hohen Expression im Gehirn, ihrer gut verstandenen biologischen und zellbiologischen Funktion, sowie deren Beteiligung an der Organisation des Aktin Zytoskeletts ausgewählt. Mäuse, und Zellen, welche in einem der drei Substrate Filamin A, Filamin B und cyFIP2 keine RNA Editierung durchführen können, sollen auf beeinträchtigte Entwicklung und Verhalten, abnormale Zellbewegung und biochemische Veränderungen der Aktinvernetzung untersucht werden. Diese Studie wird Aufschluss über die organismische, zelluläre und molekulare Funktion der RNA-Editierung geben. Des weiteren wird unsere Studie Einblick in die Rolle der RNA-Editierung bei der Entwicklung von Pathologien, welche mit Hyper- und Hypo-editierung von RNAs in Zusammenhang gebracht wurden, geben.

Genetische Information, welche in DNA gespeichert ist, wird normalerweise in RNA umgeschrieben und weiter in Proteine übersetzt. Dieses zentrale Dogma der molekularen Biologie wird durch den Prozess der RNA-Editierung durchbrochen, wobei die genetische Information auf Ebene der mRNA verändert wird.In tierischen Organismen ist der Prozess der Adenosin-Desaminierung weit verbreitet und betrifft Millionen an Editierungsstellen, hauptsächlich in nicht translatierten Regionen von mRNAs, aber auch in kodierenden Regionen. Adenosine werden durch ADAR-Enzyme in Inosine konvertiert. Inosine haben die Basenpaarungseigenschaften von Guanosinen. Daher können editierte RNAs zur Translation neuer, nicht im Genom kodierter Proteine führen.Die mRNA welche für das Protein Filamin A kodiert ist an Position 7022 des offenen Leserahmens editiert, was zu einem Q-R Aminosäureaustausch an Position 2341 des translatierten Proteines führt. Da dieses Editierungsereignis hoch konserviert ist, war es Ziel des Projektes die physiologische Konsequenz dieses Editierungsereignisses zu verstehen. Wir haben daher Mäuse generiert, in welchen die Editierung der FLNA mRNA spezifisch inhibiert ist.Der Vergleich von wildtyp-Mäusen und Mäusen ohne Filamin A editing zeigt, dass FLNA Editing in Geweben mit glatter Muskulatur sehr hoch ist. Unsere Untersuchungen zeigten, dass Zellen der glatten Muskulatur, welche kein Editing aufweisen eine erhöhte Dichte an Aktin-Fasern zeigen. In weiterer Folge sind glatte Muskelzellen ohne FLNA Editierung stärker kontrahiert. Ebenso zeigt sich bei Mäusen ohne FLNA Editing eine erhöhte Kontraktion der glatten Gefäßmuskulatur und erhöhter Blutdruck.Hohe Editierungsraten zeigen sich auch im Dickdarm. Tatsächlich zeigen Mäuse ohne FLNA Editierung eine stark erhöhte Tendenz Chronisch Inflammatorisches Bowel Syndrom (IBD) zu entwickeln. Die molekularen Mechanismen, welche diesem Phänomen zugrunde liegen, werden derzeit noch untersucht.