Eine Datenbank für Regulationsproteine und ihre Bindungsstellen

Foto: RNA Fragmente

Schematische Darstellung der sequen-
zierten Fragmente von Bindungsstellen
der RNA-bindenden Proteine;
© Zavolan/Unibas

Die Forschungsgruppe von Mihaela Zavolan vom Biozentrum der Universität Basel hat zwei wichtige Regulationsproteine untersucht und ihre Bindungsstellen identifiziert.

Bei dem Versuch, aus der enorm gewachsenen Datenmenge der Systembiologie einen Teil zu analysieren und die komplexen Wechselwirkungen zwischen zellulären Komponenten und biologischen Funktionen zu entschlüsseln, konnte die Gruppe systematische Ungenauigkeiten bei der derzeit verwendeten Technik feststellen.

CLIP (Crosslinking and Immunoprecipitation) ist eine Methode um RNAs zu katalogisieren, die mit einem Protein eines bestimmten Zelltyps interagieren. Mithilfe der CLIP- Methode ist es möglich, die Interaktionsstandorte in hoher Auflösung zu lokalisieren. Wendet man diese Technik auf verschiedene Proteine und Zelltypen an, ermöglicht das den Aufbau einer Datenbank für diese Bindungsstellen, die von Wissenschaftlern zur Entschlüsselung von Regulationsverläufen genutzt werden können.

Die Forschungsgruppe hat verschiedene, derzeit verwendete CLIP-Methoden analysiert. Beim Vergleich von in vitro-Messungen mit in vivo gewonnenen CLIP-Daten konnten sie zeigen, dass die bei CLIP-Experimenten durchgeführte RNA-Fragmentierung zu Ungenauigkeiten in der Anzahl der identifizierten Bindungsstellen führen kann. Grund dafür ist, dass einige Bindungsstellen im Verlauf der Versuche leichter verloren gehen als andere. Bei eingeschränkter RNA-Fragmentierung in Kombination mit entsprechender rechnerischer Analyse wird diese Fehlerquelle minimiert.

Darüber hinaus entdeckte die Forschungsgruppe, dass es bei der Experimentdurchführung aller getesteten CLIP-Verfahren zu Mutationen in den Bindungsstellen kommt. Diese „Fehler“ können jedoch verwendet werden, um die RNA-RBP-Bindungsstellen sehr genau zu lokalisieren. Zeigen konnte die Gruppe ihre Ergebnisse anhand zweier RBPs, die eine zentrale Rolle bei der Regulation der mRNA-Stabilität spielen: HuR, das in der Regel die Stabilität der Ziel-mRNAs erhöht, sowie Argonaut 2 (Ago2), das im Allgemeinen den mRNA-Abbau fördert.

Durch genaue Kenntnisse über das komplizierte Geflecht der Protein-RNA-Wechselwirkungen können Forscher die Steuerungsmechanismen biologischer Prozesse besser verstehen. Außerdem bieten die Erkenntnisse Erklärungsansätze dafür, warum schon kleinste Unterschiede der genetischen Codes von einzelnen Individuen die Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten so unterschiedlich ausfallen lassen. Um weitere Untersuchungen in diesem Forschungsfeld zu unterstützen, hat die Gruppe von Zavolan eine Datenbank entwickelt, die unter www.clipz.unibas.ch zugänglich ist und Forschenden ermöglicht, die von ihnen untersuchten Bindungsstellen zu lokalisieren.


MEDICA.de; Quelle: Universität Basel