Funktion und Evolution von langen nicht-kodierenden RNAs
LncRNA gehören einer heterogenen Klasse von RNA an und sind an vielen biologischen Prozessen beteiligt, etwa der Inaktivierung von Geschlechtschromosomen, Imprinting und Regulierung der Genexpression. Zudem sind sie die am wenigsten untersuchte Klasse genomischer Transkripte. Das EU-finanzierte Stipendienprojekt EVOLNCRNAS EVOLNCRNAS (The origin and functional evolution of long non-coding RNAs) untersuchte wichtige biologische Aspekte von lncRNA. Schwerpunkt war die Expression von lncRNA über die gesamte Entwicklung von Säugetieren hinweg. Die Forscher erstellten eine umfangreiche Transkriptomdatenbank zur Evolution großer Säugetierlinien. Auf diese Weise sollten die Entstehung von lncRNA wie auch deren Funktion und Beitrag zur Genomevolution geklärt werden. Zunächst wurden für neun wichtige Organe (Gehirn, Kleinhirn, Leber, Herz, Niere, Eierstöcke, Hoden, Plazenta und Decidua) Expressionsprofile von Männchen und Weibchen aus sieben Säugetierarten (u.a. Mensch, Ratte und Huhn) angelegt. Die ersten Proben wurden genommen, als sich die Organanlagen entwickelten, danach folgten Proben zu verschiedenen Zeitpunkten der adulten Entwicklung. Dieser Datensatz lieferte das bislang aussagefähigste Genexpressionsprofil über die gesamte Entwicklung von Säugetieren. Anhand dieser Bibliotheken gelang es, lncRNA-Sets zu identifizieren, die entweder über die gesamte Entwicklung oder phasenspezifisch exprimiert werden, um sie dann mit Regulatoren wie Transkriptionsfaktoren abzugleichen. Durch Vergleich der lncRNA-Expression mit bekannten proteinkodierenden Genen konnten lncRNA-Funktionen ermittelt werden, die an der Entwicklung beteiligt sind. Vor allem aber identifizierte man lncRNAs, die zusammen mit proteinkodierenden Genen für die phänotypischen Unterschiede bei den einzelnen Säugetierarten verantwortlich sind. Die entwicklungsbezogene Studie offenbarte mögliche Funktionen vieler Gene, die wichtige Regulatoren und Einflussfaktoren bei Säugetierphänotypen darstellen. Ein weiterer Schwerpunkt war die lncRNA-Expression während der Plazentaentwicklung bei sechs Säugerarten und einem Satz von 30 menschlichen Plazentaproben. Anhand der Studienergebnisse soll künftig die lncRNA-Expression mit verschiedenen Plazentamorphologien und Schwangerschaftsverläufen korreliert werden.
Schlüsselbegriffe
Lange nicht-kodierende RNA, EVOLNCRNAS, Evolution von Säugetieren, Transkriptomik, Plazenta
