Grundlegende biologische Prozesse wie Wachstum, Zelldifferenzierung und die Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen bedürfen der koordinierten Expression tausender Gene. Dabei wird die genetische Information über Ribonukleinsäuren (RNAs) in Proteine umgesetzt und so für die Zelle nutzbar gemacht.
„Diese Nachwuchsgruppe stärkt den Forschungsschwerpunkt des Instituts für Biochemie in der RNA-Biologie weiter und schärft unseren lebenswissenschaftlichen Profilbereich in einem höchst innovativen Forschungsgebiet, das auch für die Therapie von Krankheiten relevant ist“, so JLU-Präsident Prof. Dr. Joybrato Mukherjee.
„Ich gratuliere Frau Dr. Kilchert herzlich zu diesem Erfolg.“ Erst im Dezember vergangenen Jahres hatte die DFG ein Graduiertenkolleg zu regulatorischen RNAs bewilligt, an dem neben der federführenden JLU die Philipps-Universität Marburg sowie das Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim beteiligt sind.
Fokus auf der zellulären Stressantwort
Dr. Cornelia Kilchert. © KilchertDie Regulation der Genexpression erfolgt zeitgleich auf mehreren Ebenen: Die Häufigkeit, mit der Gene in sogenannte messenger-RNAs (mRNAs) abgeschrieben werden, unterliegt ebenso strenger Kontrolle wie die Menge an Protein, die von einer einzelnen mRNA produziert wird. Eine weitere wichtige Stellschraube ist die Stabilität unterschiedlicher RNA-Moleküle in der Zelle.
Diese kann deutlich variieren; außerdem unterliegen RNA-Abbauraten ständiger Anpassung. Ein Fokus der neuen Forschergruppe wird auf der zellulären Stressantwort liegen, insbesondere unter DNA-schädigenden Bedingungen.
DNA-Schäden initiieren in allen Zelltypen ein komplexes genregulatorisches Programm, anhand dessen Dr. Kilchert analysieren möchte, welchen Beitrag die Regulation von RNA-Abbauraten zur zellulären Stressresistenz leistet. Im Zentrum der Untersuchungen wird ein spezifischer Multiproteinkomplex stehen: das RNA-Exosom.
Grundlage regulatorischer Funktionen
„Das RNA-Exosom ist der wichtigste Regulator der RNA-Stabilität im Zellkern und erfüllt dabei mehrere wichtige Aufgaben: Es ist an der Genregulation beteiligt, beseitigt aber auch gezielt fehlerhafte RNA-Moleküle und führt bestimmte RNA-Prozessierungsschritte durch“, so Dr. Cornelia Kilchert. „Die Fähigkeit des Exosoms, seine Substrate korrekt zu identifizieren, ist die Grundlage seiner regulatorischen Funktionen und für die Zelle von zentraler Bedeutung.“
Obwohl die Struktur und die molekulare Funktion des Komplexes gut untersucht sind, ist über die Faktoren, die die Substratauswahl bestimmen und die Aktivität des Exosoms regulieren, kaum etwas bekannt. Diese Prozesse möchte die neue Forschergruppe aufklären.
