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Structural and biophysical mechanism of microRNA nuclear export

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Gene-Gating liefert Aufschluss über Entstehung von Karzinomen

MikroRNA (miRNA) sind an vielen zellulären Prozessen beteiligt, die die Aktivität menschlicher Gene regulieren. Eine veränderte miRNA-Expression führt oftmals zur Entstehung von Karzinomen.

Gesundheit

Bei RNA (Ribonukleinsäure) handelt es sich um einen Einzelstrang aus Nukleotiden, die die Informationen der DNA, dem Erbmaterial von Menschen und nahezu allen anderen Organismen, in Proteine umwandeln. Das genetische Material, also die DNA, entscheidet über die individuellen Merkmale von Organismen. MiRNA gehören einer Klasse kleiner, nicht kodierender RNA an, die die Genexpression reguliert, indem sie gezielt messengerRNA (mRNA) beeinflusst. Sie sind zudem involviert in die Proliferation, Stressreaktion, Apoptose, Entwicklung und Differenzierung von Zellen. Ist ihre eigene Expression jedoch gestört, können sie bei der Entstehung von Krankheiten wie Magen- oder Darmkrebs, Lungenkrebs oder lymphozytischer Leukämie modulierend mitwirken. Das EU-finanzierte Projekt MicroRNA Export (Structural and biophysical mechanism of microRNA nuclear export) untersuchte mit röntgenkristallographischen Verfahren und nuklearer Magnetresonanztomographie in einem kombinierten strukturellen, biochemischen und biophysiologischen Ansatz Strukturen und biophysikalische Eigenschaften des nukleären Exportkomplexes von MiRNA. Ein Signalweg der Genexpression besteht aus Schritten, deren Abfolge über ein komplexes Netzwerk von Interaktionen geregelt wird. Die Abfolge bzw. Integration dieser Schritte, die für die Genexpression von höchster Bedeutung sind, wird für eine bestimmte Gruppe von Genen als Gene-Gating bezeichnet. Die Projektforscher befassten sich auf molekularer Ebene intensiv mit diesem biologischen Prozess. Frühere Studien mit innovativen Bindungs-Assays hatten bereits maßgeblichen Aufschluss über Struktur und Funktion des kleinen nukleären Proteins Sus1 beim Gene-Gating geliefert und wurden im Journal of Biological Chemistry veröffentlicht. Obwohl anfänglich davon ausgegangen wurde, dass Sus1 der strukturelle und funktionelle Schlüsselfaktor beim Gene-Gating ist, zeigten spätere Untersuchungen, dass Sus1 eher eine Komponente zweier separater Unterkomplexe ist statt einer spezifischen Kette, die die beiden Komplexe SAGA- und der TREX-2 verbindet. Dies wiederum erhellt deren Beteiligung am Gene-Gating.

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