ELITE NETZWERK BAYERN

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   Internationale Nachwuchsforschergruppen

Genregulation durch nicht-kodierende RNA

Universität Bayreuth


Internationale Nachwuchsforschergruppe
in den Lebenswissenschaften


Leitung: Dr. Claus Kuhn


Kontakt: claus.kuhn@uni-bayreuth.de


Projektdauer: 5 Jahre


Angliederung an das Programm des Elitenetzwerks Bayern:

Elitestudiengang „Macromolecular Science“


Kooperationsbeziehungen: 

  • Alejandro Sánchez Alvarado, Stowers Institute for Medical Research, Kansas City, MO, USA
  • Dr. Tae-Kyung Kim, UT Southwestern Medical Center, Dallas, TX, USA

Trotz der Tatsache, dass 75 % unseres genetischen Materials aktiv abgelesen wird, werden nur 2 % davon in Proteine übersetzt. Daher galt der Großteil unserer genetischen Information lange Zeit als Abfallprodukt ohne wichtige Funktion.

Seit Beginn des 21. Jahrhunderts wurden jedoch Zehntausende nicht-kodierende RNAs (ncRNAs) entdeckt, die gezielt in unseren Zellen abgelesen werden. Diese RNA-Moleküle sind aktiv, ohne in Proteine übersetzt werden zu müssen. Während die biologische Funktion für einige dieser ncRNAs schon etabliert ist, werden andere gerade erst entdeckt und ihre Bedeutung liegt daher noch im Dunkeln. Fehlregulation vieler ncRNAs führt zu schweren Erkrankungen wie z.B. Krebs, weshalb sich Gruppe diese darauf konzentriert, die Wirkungsweise von nicht-kodierenden RNAs in unseren Zellen zu erforschen, um ihre Rolle bei Erkrankungen besser zu verstehen:

Zunächst untersucht die Nachwuchsforschergruppe den Einfluss von ncRNAs auf die Regenerationsfähigkeit von Plattwürmern (Planarien). Diese Würmer sind ein ideales Modellsystem für die Organentwicklung beim Menschen, da sie in der Lage sind, aus Stammzellen jedwedes erwachsene Organ zu bilden. Da der Einfluss einer bestimmten Klasse von ncRNAs, die sogenannten piRNAs (RNA-Moleküle, die alle das Piwi Protein binden) auf diese Entwicklung essentiell ist, untersucht die Gruppe, welche wesentliche Rolle diese ncRNAs bei der Regeneration von Planarien spielen. Wenn die Rolle von piRNAs bei die Regeneration von Planarien aufgeklärt ist, wird uns das helfen, um die menschliche Organentwicklung aus pluripotenten Stammzellen besser zu verstehen.

Zweitens untersucht die Gruppe die Wirkungsweise einer interessanten neuen Klasse von ncRNAs, die als aktivierende nicht-kodierende RNAs (ncRNA-a) bezeichnet werden. Diese Klasse von RNAs wurde erst im Jahr 2010 entdeckt und scheint ihre Funktion über ihre Interaktion mit dem Mediator-Komplex auszuüben. Mediator ist ein lebenswichtiger Regulationskomplex, der die Ableserate unserer Gene mitbestimmt.

Da mehrere lebensbedrohliche Krankheiten wie Lungen- und Darmkrebs, sowie geistige Retardierung und auch Chemotherapie-Resistenz alle eine ihrer Grundlagen in der Wechselwirkung von Mediator und ncRNA-a haben, versucht die Gruppe den Einfluss von ncRNA-a auf Mediator und damit auf unsere Genableserate zu verstehen. Ein tieferes Verständnis der Wechselwirkung zwischen Mediator und ncRNA-a wird zu neuen Krebsmedikamenten mit höherer Wirksamkeit und weniger Nebenwirkungen führen.

 

Kontakt
Dr. Claus Kuhn

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