Die Funktion des H/ACA snoRNP snR37 in der Ribosomensynthese

Ribosomen sind wichtige Maschinen in unseren Zellen, die alle Proteine herstellen, die das Leben ermöglichen. Ohne sie könnten Zellen nicht ihre vielfältigen Aufgaben erfüllen. Damit ein Ribosom zuverlässig funktioniert, muss es in einem hochpräzisen Prozess aus seinen Bestandteilen, der ribosomalen RNA (rRNA), die als Strukturgerüst des Ribosoms dient, und den ribosomalen Proteinen zusammengesetzt werden. Ein wichtiger Schritt in diesem Prozess ist die chemische Veränderung der rRNA, unter anderem durch die Umwandlung des RNA- Bestandteils Uridin in Pseudouridin. Kleine Helferkomplexe, sogenannte snoRNPs, übernehmen diese Aufgabe. snoRNPs bestehen aus kurzen RNA-Molekülen und mehreren Proteinen, die gezielt bestimmte Stellen der rRNA erkennen und chemisch verändern. Ein weiterer wesentlicher Schritt, damit funktionsfähige Ribosomen entstehen können, ist die Faltung der zuerst fadenförmigen rRNA in eine dreidimensionale Struktur. Wie genau die Zelle sicherstellt, dass die rRNA in die richtige Form gefaltet wird, ist bisher noch weitgehend unbekannt, es wurde aber schon seit langem vermutet, dass auch snoRNPs dabei eine Rolle spielen. Wir haben nun konkrete Hinweise dafür entdeckt, dass ein bestimmtes snoRNP, snR37, neben seiner Rolle in der Pseudouridylierung auch für die Ausbildung der dreidimensionalen Struktur von Ribosomen wichtig ist. Bemerkenswert ist dabei, dass snR37 anders aussieht als die meisten bekannten snoRNPs: es besitzt besondere Strukturelemente und zusätzliche Proteine, die in anderen snoRNPs nicht vorhanden sind. Wir glauben, dass diese ausschlaggebend dafür sind, dass snR37 seine besondere Funktion ausüben kann. Konkret scheinen diese zusätzlichen Bestandteile snR37 die Funktion eines Baugerüsts zu verleihen, dass die Faltungsvorgänge unterstützt. Unsere Beobachtungen weisen darauf hin, dass snR37 möglicherweise schon an den allerersten Schritten des Aufbaus von Ribosomen beteiligt ist. Unser Ziel in dem Projekt ist es nun, genau herauszufinden, wann und wie snR37 an die entstehenden Ribosomen bindet, welche Funktionen dessen spezielle Bestandteile haben, wie genau snR37 hilft, rRNA zu falten, und wie snR37, nachdem es seine Funktion ausgeübt hat, schließlich wieder freigesetzt wird, damit der Aufbau der Ribosomen weitergehen kann. Dazu werden wir snR37 in verschiedenen Mutanten untersuchen, seine Bindungspartner identifizieren und die Auswirkungen auf den Ribosomenaufbau analysieren. Die Ergebnisse werden wichtige Einblicke in grundlegende Mechanismen der Zellbiologie liefern und das Verständnis dafür erweitern, wie Ribosomen entstehen. Störungen oder Veränderungen von snoRNPs wie snR37 wurden mit verschiedenen Krankheiten, darunter Krebs, neurodegenerativen Erkrankungen und vorzeitigem Altern in Verbindung gebracht. Langfristig könnte dieses Wissen helfen, die Ursachen solcher Erkrankungen besser zu verstehen und mögliche neue Ansätze für Therapien zu identifizieren. Unser Projekt leistet somit einen Beitrag zum Verständnis der molekularen Grundlagen des Lebens und deren Bedeutung für Gesundheit und Krankheit.