Kooperationsgruppe Bierhoff

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Genomweite Ansätze wie Hochdurchsatz-DNA- und RNA-Sequenzierung zeigen, dass nur ein kleiner Teil des eukaryotischen Genoms für Proteine codiert (im Menschen z.B. 1,5%). Trotzdem wird auch der nicht-codierende Teil transkribiert, was zur Entstehung tausender nicht-codierender RNAs (ncRNAs) führt. Innerhalb des letzten Jahrzehnts gab es zahlreiche Forschungsaktivitäten zur biologischen Rolle dieser ncRNAs. So ist mittlerweile bekannt, dass sie verschiedenste Funktionen im Zellkern und dem Cytoplasma ausüben. Eine der interessantesten Eigenarten von ncRNAs ist, dass viele von ihnen den Chromatinstatus ortsspezifisch modulieren. Trotzdem ist in den meisten Fällen noch nicht klar, wie genau ncRNAs ihren spezifischen Zielort im Genom finden.

Die Anbindung über chromatin-gebundene Proteine ist ein Mechanismus, der aber indirekt funktioniert und nur begrenzt diskriminativ ist. Eine direkte sequenzspezifische Interaktion kann durch Bildung von dreisträngigen RNA/DNA-Strukturen, so genannten Triple-Helices (Triplexe) erfolgen. Hierbei wickelt sich die ncRNA durch Hoogsteen-Basenpaarung in die große Furche der DNA-Doppelhelix.

RNA:DNA-Triplexe haben bestimmte Anforderungen an Sequenzen und ermöglichen so eine Sequenzspezifität zwischen beiden Nukleinsäuren. Z.B. können Triplex-bildende RNAs in cis oder in trans an einem oder mehreren genetischen Loci agieren. Zusammen mit der Tatsache, dass die DNA weder entwunden noch aufgeschmolzen werden muss, machen diese Eigenschaften die Bildung von RNA:DNA-Triplexen zu einem sehr interessanten Zielmechanismus für ncRNAs. Allerdings ist der Nachweis von RNA:DNA-Triplexen in Zellen sehr schwierig, und nur wenige Studien beschreiben die Rolle dieser Strukturen in der Genregulierung.

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Dr. Holger Bierhoff

Holger Bierhoff
Kooperationsgruppenleiter
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