Strukturbiologie egoistischer RNA

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Zusammenfassung

LINE-1 und Alu RNAs können als ‚egoistische’ RNAs betrachtet werden, die sich in ihren menschlichen ‚Wirten’ in der Form von non-LTR Retrotransposons fortpflanzen. Non-LTR Retrotransposons gehören zu den einfachsten Formen ‚egoistischer’ RNA. Dies RNAs haben keine viralen Verwandten und integrieren sich in die Genome ihrer Wirte durch reverse Transkription am Ort der Integration. Dieser Prozess ist grundverschieden von der reversen Transkription der LTR Retrotransposons und der Retroviren, die durch lange duplizierte Sequenzen an den RNA Enden vermittelt wird und im Zellplasma stattfindet.

Über die Zeit haben sich LINE-1 und Alu RNAs an über 1.5 Millionen Stellen ins Genom retro-kopiert mit Konsequenzen für die menschliche Evolution und Gesundheit die sich erst ganz allmählich erweisen. Wir interessieren uns für die molekularen Details, die diesen Integrationsprozess steuern und kombinieren mechanistische Analysen auf der Grundlage molekularer Strukturen mit zellbasierten Retrotranspositionsexperimenten.

LINE-1 RNA kodiert zwei Proteine (L1ORF1p und L1ORF2p) die für ihre Fortpflanzung unabdinglich sind, während Alu RNA als ‚Parasit’ der LINE-1 RNA entstand, der dieser die L1ORF2p Reverse Transkriptase für die eigene Fortpflanzung entwindet.

Unsere laufenden Projekte zielen deshalb ab auf das Verständnis

  1. der Struktur und Funktion des L1ORF1 Proteins in der Retrotransposition von LINE-1
  2. des Mechanismus der reversen Transkription am Ort der Integration durch das L1ORF2 Protein
  3. der Struktureigenschaften der Alu RNA die zur Ausnutzung der LINE-1 Retrotranspositions-Maschinerie vonnöten sind

Auf lange Sicht zielen wir auf ein umfassenderes Bild der ‚molekularen Ökologie’ egoistischer RNA und ihrer molekularen Wechselwirkungen mit den jeweiligen Wirten, da diese ein fortdauernder Treiber evolutionärer Innovation in vielen biologischen Feldern sind.