Regulatorische Mechanismen der Genexpression

Die Entscheidung von Stammzellen, sich selbst zu erneuern, zu vermehren oder zu differenzieren, wird durch externe Stimuli ausgelöst, die mit einem intrinsischen Netzwerk von Transkriptions-, Posttranskriptions- und Translationsprozessen verbunden sind. RNA spielt eine vielfältige Rolle bei der Transkription und Translation von Genen in Proteine. Um die Funktion eines RNA-Moleküls zu erweitern und seine Fähigkeit, Informationen zu kodieren, zu erhöhen, kann jede Nukleobase chemisch verändert werden. Bislang sind über 150 chemische Modifikationen in RNA bekannt. Viele RNA-Modifikationen sind für die Proteinumsetzung funktionell unverzichtbar, da sie die Stabilität und das Spleißen der Boten-RNA sowie die Effizienz und Genauigkeit der Proteinumsetzung regulieren.

Eine der häufigsten chemischen RNA-Modifikationen ist die Methylierung. Die Cytosin-5-RNA-Methylierung zum Beispiel wird durch eine große Gruppe evolutionär konservierter Enzyme vermittelt. Die korrekte Ablagerung einer Methylmarkierung an Cytosinen ist für eine normale Entwicklung erforderlich und eine abweichende RNA-Methylierung kann zu schweren Krankheiten im Menschen führen. Mit einer Kombination aus neuartigen transkriptomweiten quantitativen Analysen und gut etablierten in vitro- und in vivo-Differenzierungsmodellen bei Maus und Mensch untersucht unsere Gruppe die Rolle von RNA-Methyltransferasen und ihren methylierten Ziel-RNAs in der normalen Entwicklung, bei menschlichen Krankheiten und bei Krebs.

Unsere Forschung hat zum Ziel herauszufinden, wie RNA-Modifikationen Stammzellen regulieren und ob die Modulation von RNA-Modifikationswegen helfen kann, zum Schutz vor Krebs beizutragen.