Die Bedeutung der Steuerung der Proteinkonzentration
Proteine werden auf Transfer-RNA (tRNA) Molekülen aufgebaut. Der grundlegende Mechanismus besteht darin, dass der Transkriptionsfaktor (TF) IIIC (TFIIIC), auch als Tau bezeichnet, an eine spezielle Regelungszone auf den tRNA-Genen bindet. Ein weiterer Transkriptionsfaktor TFIIIB kann dann zusammen mit Pol III die Transkription initiieren. Das Projekt EXTRATF (Global positioning of TFIIIC and its involvement in extra-transcriptional processes (ExtraTF)) befasste sich mit den molekularen Mechanismen von TFIIIC. Mithilfe von in vivo Fluoreszenz-Kreuzkorrelationsspektroskopie und Fluoreszenz-markierten Proteinen untersuchten die Forscher, wie TFIIIC die verschiedenen tRNA regelt. TFIIIC hat viele Untereinheiten und ist daher multifunktional. Die Untereinheiten existieren im Kern und im Cytoplasma in ähnlicher Anzahl. Allerdings stehen sie in Affinität zueinander und existieren als aktive Komplexe hauptsächlich im Zellkern. Die Forscher fanden heraus, dass es eine besondere Beziehung zwischen zwei der Untereinheiten, Tau138 und Tau55 gibt, wobei Tau55 das Vorhandensein von Tau138 erfordert. Ist das nicht gegeben, verlagert sich Tau55 in das Zytoplasma. Unter Verwendung von sechs speziell entwickelten Degron-Stämmen, die den Ausgangspunkt des Abbaus in einer Sequenz von Aminosäuren diktieren, betrachteten die Forscher von EXTRATF die Funktion von TFIIIC. Durch abwechselnden Abbau jeder Untereinheit des TFIIIC-Komplexes zeigten sie, dass dieser die Transkription von tRNA erhöht. Allerdings zeigt die Transkription anderer Pol III transkribierter RNA keiner Veränderung. Interessanterweise bedeutet dies, dass es außer Pol III eine andere Art von Transkriptionsregulation gibt, die TFIIIC benötigt. Abschließende Experimente, die diese aufregende Entdeckung bestätigen sollen, werden derzeit noch in Zusammenarbeit mit dem Partnerunternehmen EMBL, Heidelberg, durchgeführt. Die Auswirkungen dieser Arbeit sind von großer Bedeutung für den Kampf gegen Krankheiten, die aus Fehlern auf der Transkriptionsebene resultieren, etwa Krebs und Neurodegeneration. Verschiedene Expressionsgrade von tRNA können als Biomarker für die Diagnose verwendet werden.
Schlüsselbegriffe
Protein, Krebs, tRNA, TFIIIC, Tau