Regulatorische Mechanismen der Genexpression

Zell- und Tumorbiologie

Eine junge Frau in einem weißen Laborkittel lächelt in die Kamera. Sie steht in einem Labor mit wissenschaftlichen Geräten im Hintergrund. Die Atmosphäre wirkt freundlich und professionell.

Prof. Dr. Michaela Frye

Unsere Forschung hat das Ziel, die Rolle der RNA-Modifikationen während der Genexpression aufzuklären. Wir verwenden eine Kombination von Hochdurchsatz-Sequenzierungsmethoden und in vitro sowie in vivo Differenzierungsmodellen, um zu verstehen, wie RNA-Modifikationen das Schicksal einer Stammzelle bestimmen.

Eine mikroskopische Darstellung eines Zellclusters, der von roten und blauen Farben dominiert wird. In der Mitte befindet sich eine lysierte Struktur, umgeben von einer unregelmäßigen, roten Schicht. Der schwarze Hintergrund hebt die lebhaften Farben deutlich hervor.

Unsere Forschung

Die Entscheidung von Stammzellen, sich selbst zu erneuern, zu vermehren oder zu differenzieren, wird durch externe Stimuli ausgelöst, die mit einem intrinsischen Netzwerk von Transkriptions-, Posttranskriptions- und Translationsprozessen verbunden sind. RNA spielt eine vielfältige Rolle bei der Transkription und Translation von Genen in Proteine. Um die Funktion eines RNA-Moleküls zu erweitern und seine Fähigkeit, Informationen zu kodieren, zu erhöhen, kann jede Nukleobase chemisch verändert werden. Bislang sind über 150 chemische Modifikationen in RNA bekannt. Viele RNA-Modifikationen sind für die Proteinumsetzung funktionell unverzichtbar, da sie die Stabilität und das Spleißen der Boten-RNA sowie die Effizienz und Genauigkeit der Proteinumsetzung regulieren.

Eine der häufigsten chemischen RNA-Modifikationen ist die Methylierung. Die Cytosin-5-RNA-Methylierung zum Beispiel wird durch eine große Gruppe evolutionär konservierter Enzyme vermittelt. Die korrekte Ablagerung einer Methylmarkierung an Cytosinen ist für eine normale Entwicklung erforderlich und eine abweichende RNA-Methylierung kann zu schweren Krankheiten im Menschen führen. Mit einer Kombination aus neuartigen transkriptomweiten quantitativen Analysen und gut etablierten in vitro- und in vivo-Differenzierungsmodellen bei Maus und Mensch untersucht unsere Gruppe die Rolle von RNA-Methyltransferasen und ihren methylierten Ziel-RNAs in der normalen Entwicklung, bei menschlichen Krankheiten und bei Krebs.

Unsere Forschung hat zum Ziel herauszufinden, wie RNA-Modifikationen Stammzellen regulieren und ob die Modulation von RNA-Modifikationswegen helfen kann, zum Schutz vor Krebs beizutragen.