zur Suche springenzur Navigation springenzum Inhalt springen

Lange Zeit betrachtete man RNA-Moleküle ausschließlich als Zwischenstufen, die dafür sorgen DNA-kodierte Informationen in Proteine zu übersetzen. In den letzten Jahren trat hingegen mehr und mehr die Bedeutung verschiedener nicht-proteinkodierender RNAs (non-protein-coding RNAs; ncRNAs) bei der Genregulation und Genomorganisation hervor. Zu den ncRNAs gehören sowohl Transfer-RNAs (tRNAs) und ribosomale RNAs (rRNAs) für die Proteinbiosynthese, als auch die an Spleißvorgängen beteiligten small nuclear RNAs (snRNAs) sowie small nucleoar RNAs (snoRNAs), die zur posttranskriptionellen chemischen Modifikation anderer RNAs beitragen. Außerdem hat man zusätzliche kleine nicht-proteinkodierende RNAs von 21 bis 24 Basenpaaren Länge identifiziert, die an der pflanzlichen Abwehrreaktion (small interfering RNAs, siRNAs) und der Genregulation beteiligt sind [microRNAs (miRNAs), trans-acting siRNAs (tasiRNAs), natural antisense transcript siRNAs (natsiRNAs) sowie heterochromatic siRNAs (hcsiRNAs)]. siRNAs werden von der Gen-Silencing-Maschinerie produziert, wenn subzellulären Pathogene mit RNA-Genomen die Zelle infizieren, sowie infolge Überexpression exogener Sequenzen. miRNAs, tasiRNAs, natsiRNAs und hcsiRNAs hingegen werden aus endogenen Vorstufen produziert. miRNAs, tasiRNAs und natsiRNAs regulieren die Genexpression auf der posttranskriptionellen Ebene, indem sie spezifisch an mRNAs binden und damit deren Spaltung und Abbau hervorrufen. hcsiRNAs entstehen aus intergenischen und repetitiven Genomregionen und spielen eine Rolle bei repressiven Chromatinmodifikationen zum Erhalt der Genomintegrität. Des Weiteren wurden durch massiven Einsatz von deep sequencing-Methoden long non-coding RNAs (lncRNAs), das heißt Transkripte länger als 200 Nukleotide ohne proteinkodierende Fähigkeit, identifiziert. Damit konnte gezeigt werden, dass der Großteil des Genoms tatsächlich transkribiert wird. Basierend auf ihrer Position relativ zu proteinkodierenden Genen klassifiziert man lncRNAs als intergenisch (zwischen zwei Proteingenen gelegen), intronisch (in Intronregionen gelegen) und antisense (auf dem gegenüberliegenden DNA-Strang eines proteinkodierenden Gens gelegen). Obwohl bisher nur wenige pflanzliche lncRNAs charakterisiert sind, konnten gezeigt werden, dass sie entscheidende Entwicklungsprozesse wie Keimung und Blüte steuern und Hormon- und Stressantworten modulieren - demnach also essentielle biologische Funktionen übernehmen.

Unser Forschungsinteresse richtet sich auf natural antisense long non-coding RNAs (NAT-lncRNAs), ein Subtyp der lncRNAs, der vom komplementären DNA-Strang eines proteinkodierenden Gens abgeschrieben wird. Die Transkription komplementärer RNAs generiert doppelsträngige RNA (dsRNA)-Moleküle, welche von der pflanzlichen Silencing-Maschinerie erkannt und prozessiert werden. Dabei werden natsiRNAs erzeugt, die von RNA-Silencing-Komplexen (RNA-induced silencing complex; RISC) rekrutiert werden, um spezifische Ziel-RNAs mithilfe der Argonauten-Endonukleasen (AGO) zu spalten. natsiRNAs, die aus den sich überlappenden Bereichen zweier Transkripte proteinkodierender Gene stammen, sind an Antworten auf Salzstress, Abwehr von Bakterienbefall, Hormonregulation und pflanzlicher Fortpflanzung beteiligt. Wenig ist bisher bekannt über überlappende RNA-Paare, bei denen eines der Transkripte eine NAT-lncRNA darstellt.

Mittels molekularbiologischer sowie in vitro und in planta Methoden wollen wir die Rolle der NAT-lncRNAs bei der Regulation von Multigenfamilien in Arabidopsis thaliana aufklären, die betroffenen Prozesse identifizieren und das nachfolgend angeschlossene Regulationsnetzwerk entschlüsseln.

Diese Seite wurde zuletzt am 02.08.2017 geändert.

IPB Mainnav Search