Molekulare Genetik

Forschungsgebiete

Ein wesentliches Merkmal von Eukaryonten ist die Kompartimentalisierung von Zellkern und Zytoplasma. Dies ermöglichte einerseits die Entstehung von Intron Sequenzen im Genom und damit die Erweiterung der genetischen Vielfalt auf der anderen Seite erfordert es eine genaue Kontrolle der prä-mRNA Prozessierung und des selektiven Exports der reifen mRNAs. Der Export falscher, z.B. Intron-haltiger mRNAs kann zur Expression dominant negativer Genprodukte führen, was in höheren Eukaryonten häufig in der Entstehung von Krankheiten resultiert, z.B. Krebs oder neurodegenerativen Krankheiten.
Die Synthese, die Prozessierung und die eng damit verbundene Qualitätskontrolle der prä-mRNA sind ein Fokus unserer Forschungsarbeiten. Erst nachdem die reife mRNA entstanden ist, wird sie zum Export ins Zytoplasma freigegeben und die Translation kann durchgeführt werden. Da diese grundlegenden zellulären Prozesse in allen Eukaryonten hoch konserviert sind, arbeiten wir mit dem Modellorganismus Saccharomyces cerevisisae und nutzen so die Vorteile des kombinierten genetischen, zellbiologischen und biochemischen Arbeitens. Die Faktoren, die im Zentrum der Qualitätskontrolle stehen, drei Serin/Arginin (SR)-reiche RNA-Bindeproteine sind hoch konserviert und rekrutieren an falsche mRNAs die Abbaumaschinerie und an korrekte mRNAs den Export Rezeptor Mex67-Mtr2. RNA-Immunopräzipitations (RIP)-Experimente und anschließende RNA-Sequenzierung haben gezeigt, dass die SR-Proteine nicht nur mRNAs binden, sondern eine Reihe ncRNAs, deren Funktion und Prozessierung ein weiterer Schwerpunkt in meiner Abteilung sind.

Ausstattung

Fluorescense microscope
Tetrade dissection microscope
Density gradient fractionation system

Leistungsangebot

Bachelor-, Master-, Doktoranden und Postdoc-Ausbildung

Schlagworte

RNA, Qualitätskontrolle, mRNA, ncRNA, nucleocytoplasmic transport, mRNA export, translation, NMD, Saccharomyces cerevisiae

Areas of research

The main feature of eukaryotic cells is the compartmentalization between nucleus and cytoplasm. This allowed on the one hand the development of intron sequences and thus an increased protein complexity, but required on the other hand also the development of control mechanisms that assure that only matured intron-free transcripts reach the translation machinery in the cytoplasm. The nuclear export of false mRNAs, which might still contain intron sequences, can lead to dominant negative acting gene products. These can be toxic to cells and can lead to neurodegenerative diseases and cancer.
Synthesis, processing and the closely connected mRNA quality control are one focus of our research. We are studying the underlying mechanisms ensuring that only properly matured transcripts are exported to the cytoplasm for translation. As these processes are highly conserved in all eukaryotes, we are working with the model organism Saccharomyces cerevisiae and are thus able to use the advantages of the combination of genetics, cell biology and biochemistry. In the center of the nuclear mRNA quality control are three highly homologues serine, arginine (SR)-rich proteins that recruit the degradation machinery to false transcripts and the mRNA export receptor Mex67-Mtr2 (TAP-p15 in humans) to correctly matured mRNAs. Interestingly, we found by using RNA-co-immunoprecipitation (RIP)-experiments und subsequent RNA-Seq analyses that the SR-proteins not only bind to mRNAs, but also to non-coding (nc)RNAs. Thus, research on ncRNAs to study their function and their quality control is a second important topic in my laboratory.

Keywords

RNA, quality control, mRNA, ncRNA, nucleocytoplasmic transport, mRNA export, translation, NMD, Saccharomyces cerevisiae

Kontakt

Ansprechpartner/-in

Frau Prof. Dr. Heike Krebber
Telefon:
+49 (551) 39-33801

Forschungseinrichtung

Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Biologie und Psychologie
Institut für Mikrobiologie und Genetik
Molekulare Genetik
Hausanschrift:
Grisebachstr. 8
37077 Göttingen
Postanschrift:
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37077 Göttingen
Telefon:
0551-3933801
Stand: 08.08.2017