Projektbeschreibung
Charakterisierung des Nebenspleißosom-Signalweges in menschlichen Zellen
Introns sind nicht-kodierende Segmente eurokaryotischer Gene, die durch das Spleißosom aus prä-mRNA entfernt werden. In menschlichen Zellen werden die meisten Introns von dem U2-abhängigen Spleißosom verarbeitet. Rund 0,5 % aller menschlichen Introns werden jedoch vom Nebenspleißosom (auch: Minor-Spleißosom) verarbeitet, das von kleinen Kern-RNA-Molekülen (snRNA) des Typs U12 abhängt. Diese Introns befinden sich in Genen mit zentralen Zellfunktionen. Bei Mutationen in Komponenten des Nebenspleißosoms kommt es zu genetischen Erkrankungen. Das EU-finanzierte Projekt MinorSplice wird auf eine umfassende strukturelle und funktionelle Charakterisierung des U12-abhängigen Spleiß-Signalweges hinarbeiten. Durch eine Kombination aus zellbasierten Assays, Proteomik und Sequenzierungsverfahren der nächsten Generation wird das Projekt detaillierte Informationen über die Zusammensetzung des Nebenspleißosoms und die damit zusammenhängenden Regulationsmechanismen liefern.
Ziel
Introns are non-coding segment of eukaryotic genes, which are removed from precursors of messenger RNAs (pre-mRNAs) by a large and dynamic RNA-protein complex known as the spliceosome. In human cells, most of the introns are processed by the canonical U2-dependent, major spliceosome. Around 0.5% of human introns utilise an alternative splicing pathway, catalysed by the minor spliceosome, which depends on the U12 small nuclear RNA (snRNA). While U12-dependent introns are rare, often they are located in genes with critical cellular functions and mutations in the minor spliceosome components lead to several genetic disorders. MinorSplice project aims to perform a comprehensive structural and functional characterization of the U12-dependent splicing pathway. The functional studies will be focused on the proteomic characterization of the minor spliceosome assembly intermediates and the involvement of the conserved spliceosomal RNA helicases in the U12-dependent splicing pathway. By combining cell-based assays, proteomics and next generation sequencing methods we will create a detailed picture of the minor spliceosome composition and associated regulatory mechanisms. The core of the projects aims to determine a series of minor spliceosome’s structures using single particle electron cryo microscopy (cryo-EM). We expect that high-resolution structural information will answer some of the fundamental mechanistic questions about the minor spliceosome assembly, U12-dependent intron recognition and will shed a light on structural similarities and differences between the major and minor splicing pathways. The last part of the project will aim to visualise spliceosomes in the native cellular environment using electron cryo tomography (cryo-ET). By doing so, we anticipate to obtain functional insights into the coupling between different nuclear processes.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
69117 Heidelberg
Deutschland