Ein team von Wissenschaftlern vom Helmholtz Zentrum München und der Universität Ulm hat herausgefunden, dass die neuronalen transport-Faktor das staufen2-scans und die Bindung an seine Ziel-Transkripten in eine viel komplexere Weise als bisher angenommen. RNA transportiert wird innerhalb sehr komplexe protein-RNA-Partikel, deren Struktur und Spezifität sind immer noch schlecht verstanden. Das team der Ergebnisse, vor kurzem veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Communications, eröffnet neue Ansätze zum Verständnis des Prozesses.
Das staufen2-ist ein neuronales RNA-bindendes protein, spielt eine wichtige Rolle in der Differenzierung von neuralen progenitor-Zellen während der Neurogenese. Darüber hinaus ist es ein wichtiger Faktor für den transport von RNA zu Synapsen und ist daher wichtig für die synaptische Plastizität, die Grundlage der Erinnerung und Gedächtnisbildung.
Das team unter der Leitung von Professor Dr. Dierk Niessing, Gruppenleiter am Institut für strukturbiologie (STB) des Helmholtz-Zentrum München, und professor und Leiter des Instituts für Pharmazeutische Biotechnologie an der Universität Ulm zeigte, dass die RNA-bindenden Domänen (dsRBDs) 1 und 2 der mStau2 protein-Bindung an die mRNA mit der gleichen Affinität und Kinetik als Domänen 3 und 4. Es wurde bisher angenommen, dass letzterer in sich selbst ausreichend für die mRNA-Bindung. Während der RNA-Erkennung durch jede dieser sogenannte tandem-domains ist vergänglich, alle vier RNA-bindenden Domänen erkennen, deren Ziel-RNA mit einem hohen Grad an Stabilität.
Frühere Studien hatten vorgeschlagen, dass nur zwei RNA-bindenden Domänen in das staufen2, nämlich dsRBD 3 und 4, sind verantwortlich für die Bindung. Trotz dieser, bis jetzt erwies es sich als unmöglich zu reproduzieren stabilen Bindung erforderlich für die RNA-transport in das Reagenzglas. „Das problem wurde gelöst“, sagt Niessing, „weil es ist jetzt klar, dass dsRBDs 1 und 2 sind auch die benötigt wird, um einen stabilen Komplex. Mit verschiedenen biochemischen und biophysikalischen Techniken, wir waren in der Lage zu erklären, das Verhalten der dsRBD 1 und 2 .“ „Es stellt sich heraus, dass das staufen2-erkennt Ihren Ziel-RNAs auf sehr viel komplexere Weise als bisher angenommen“, ergänzt Dr. Simone Heber, Blei-Autor der Artikel und postdoc an der STB. „Das staufen2-scans und bindet sich an seine Transkripte mit vier RNA-bindenden Domänen insgesamt .“ Durchgeführt wurde die Studie in enger Zusammenarbeit mit Professor Michael Sattler, Direktor des STB und Leiter der NMR-Zentrum des Helmholtz-Zentrum München und der Technischen Universität München, und Dr. Anne Ephrussi, Leiter des Developmental Biology Unit des europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL) in Heidelberg.
Die das staufen2-protein spielt eine wichtige Rolle in der Gedächtnisbildung und Erinnerung Persistenz, obwohl der Prozess ist noch nicht gut verstanden. In einer alternden Gesellschaft ist die Forschung über dieses Thema ist von größter Bedeutung, denn es verbessert unser Verständnis der molekularen Grundlagen und Prinzipien des Lernens und der Erinnerung.
Das Projekt ist Teil des FOR2333 Forschergruppe, gefördert von der deutschen Forschungsgemeinschaft unter der Leitung von Dierk Niessing. Die erfolgreiche Förderung der Forschergruppe in der zweiten Förderperiode wurde angekündigt, im März 2019. Kenntnis der Funktion von das staufen2-trägt wesentlich zu unserem Allgemeinen Verständnis von RNA-transport in höheren Organismen-eine Funktion, die auch von großem Interesse für die Stammzell-Forscher. Aus diesem Grund werden die Forschungs-team unter der Leitung von Niessing ist auch die Zusammenarbeit mit Kollegen am Institut für Stammzellforschung (ISF).