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Forschungsbericht]

Funktionelle Charakterisierung der nicht-kodierenden RNA Pantr1 in der FOXG1-abhängigen Vorderhirnentwicklung und im Rett-Syndrom

Projektbeschreibung:
Das Rett-Syndrom gehört zu den Autismus-Erkrankungen, bei dem die neuronale Entwicklung gestört ist. Die Erkrankung geht mit einem graduellen Verlust kognitiver Fähigkeiten sowie spastischer Paralyse, Ataxie und Epilepsie einher. 90% der Fälle sind auf Mutationen im MECP2 Gen zurückzuführen. Auch die Haploinsuffizienz von FOXG1 führt zu Rett-ähnlichen Symptomen (atypisches Rett-Syndrom). Neuere Daten zeigen, dass nicht-kodierende RNAs unter der Kontrolle von FOXG1 bzw. MECP2 stehen und somit sowohl lange nicht-kodierende als auch mikro-RNAs an der Entstehung der Erkrankung beteiligt sind. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass die miR200 Familie und die lange nicht-codierende RNA Pantr1 im Hippocampus von adulten FOXG1-heterozygoten Mäusen ein geringeres Expressionsniveau haben. In der konsequenten Weiterführung unserer vorläufigen Daten soll in diesem Projekt die molekulare Funktion von Pantr1 aufgeklärt werden. Unser Ansatz, die bisher unbekannte Funktion von Pantr1 in neuralen Zellen zu untersuchen, vereinigt bioinformatische, molekularbiologische sowie biochemische Methoden. Wir werden Zielsequenzen und Wirkungsmechanismen von Pantr1 bioinformatisch vorhersagen und diese Vorhersagen im Hinblick auf transkriptionelle und post-transkriptionelle Regulationen validieren. Im Zentrum steht die in unseren Vorarbeiten identifizierte Interaktion von Pantr1 mit PURβ. In diesem Projekt werden wir (1) Unterschiede im Transkriptom nach Änderungen in der Expression von Pantr1 bzw. PURβ durch RNA-seq ermitteln. (2) Über Chromatin-Immunopräzipitation durch RNA-Pulldown (ChIRP) werden wir untersuchen, ob PURβ eine Bindung von Pantr1 an DNA fördert oder hindert. (3) Durch Pantr1 ChIRP und nachfolgende Massenspektrometrie in Abhängigkeit der Präsenz von PURβ werden wir untersuchen, ob PURβ die Bindung von Pantr1 an andere RNA-Bindungsproteine beeinflusst. (4) Über iCLIP und ChIP werden wir untersuchen, ob Pantr1 mit der Bindung von PURβ an RNA oder DNA interferiert. In weiteren Experimenten werden wir validieren, inwiefern Re-Expression von Pantr1 und der miR200 Familie phänotypische Veränderungen im adulten Hippocampus der Maus mildern können. Darüber hinaus werden wir untersuchen, ob sich in Neuronen, die wir aus iPS Zellen von FOXG1-Syndrom Patienten gewinnen werden, ähnlich veränderte Expression und Funktion von Pantr1 sowie der miR200 Familie darstellen. Zusammengenommen werden diese Daten über die Rolle nicht-kodierender RNAs im atypischen Rett-Syndrom unser Verständnis der molekularen Ursachen dieser Neuroentwicklungsstörung erhöhen und ggf. die Entwicklung neuer Therapiekonzepte inspirieren.
Projektlaufzeit:
Projektbeginn: 2019
Projektende: 2023
Projektleitung:
Prof. Dr. Rolf Backofen

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Finanzierung:

  • DFG

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