mRNA Strukturen

Die evolutionäre Konservierung von Sequenzen innerhalb einer mRNA weist auf eine funktionelle Bedeutung hin. Von besonderer Bedeutung ist eine hohe Konservierung der Protein-kodierenden Sequenzen. Die Sequenzkonservierung innerhalb untranslatierter Regionen einer mRNA ist in der Regel gering; wenn sie auftritt, impliziert sie eine Funktion der entsprechenden Sequenz in der post-transkriptionellen Regulation. mRNAs sind, wie andere RNA-Moleküle auch, in der Lage, komplexe dreidimensionale Strukturen zu bilden. Die evolutionäre Konservierung einer mRNA-Faltung ist daher ebenfalls ein Hinweis auf eine entsprechende Funktion.

Mit Hilfe bioinformatischer Vorhersagen der RNA-Faltung haben wir neue Bindungsstellen für Roquin-Proteine identifiziert. Roquin-Proteine erkennen mRNAs struktur-spezifisch und sequenzunabhängig. Die Bindung von Roquin an solche so genannten CDEs (constitutive decay elements) beschleunigt den mRNA-Abbau (Abb. 1).

Wir haben einen Tandem-CDE in der 3’UTR der UCP3 mRNA entdeckt (Abb. 2). Struktur- und Mutationsanalysen bestätigten die Bedeutung der beiden Stammschleifen für die mRNA-Destabilisierung. Die Roquinbindung wurde in vitro, die post-transkriptionelle Regulation in vivo bestätigt. Die eingehende Mutationsanalyse des Tandem-CDEs ermöglichte es uns, die Bindungspräferenzen von Roquin besser zu verstehen und eine Vielzahl anderer CDEs in bisher unbekannten Zielgenen zu entdecken.  In unserer künftigen Forschung wollen wir uns ein vollständiges Bild der Bindungspräferenzen von Roquin und der Hierarchie der adressierten Zielgene machen. Darüber hinaus werden wir die Interaktion von Roquin mit anderen RNA-bindenden Proteinen untersuchen, welche mit Roquin um die mRNA-Bindung konkurrieren.