Deutsch
English
Русский

IZKF-Projekt Z-3/11

Projekttitel:

Molekulare Mechanismen der Diabetesentstehung am Modell des Woodhouse-Sakati-Syndroms

Projektleiter:

Dr. med. Dr. rer. nat. Matthias Kroiß

Medizinische Klinik und Poliklinik I

Wissenschaftlicher Mentor

Prof. Dr. Utz Fischer

Lehrstuhl für Biochemie

Gastgebende Abteilung / Institut

Medizinische Klinik und Poliklinik I

Laufzeit:

01.06.2010 - 31.05.2012

Abstract:

Das Woodhouse-Sakati-Syndrome (WSS) ist ein seltenes autosomal rezessiv vererbtes Syndrom bestehend aus Diabetes mellitus, Alopezie, Hypogonadismus, Mentaler Retardierung  und Schwerhörigkeit. 2008 wurden durch Kopplungsanalyse Mutationen in einem bis dahin nicht beschriebenen, Protein codierenden Gen auf Chromosom 2 (c2orf37) nachgewiesen, welche zur Krankheit führen. Von diesem Gen werden durch alternatives Spleißen zwei Haupt-Isoformen der mRNA gebildet. Dabei ist die Isoform A eine N-terminal verkürzte Version der längeren Isoform B. Beide Isoformen werden in zahlreichen Geweben exprimiert. Die bioinformatische Analyse der codierten Proteine zeigt eine mögliche Transmembrandomäne in Isoform B, während die übrige Sequenz und somit auch Isoform A keine bekannten Domänen enthält. Es wurde gezeigt, dass das WSS-Protein im Nucleolus vorkommt, über seine Funktion dort ist jedoch nichts bekannt.
In der vorgeschlagenen Studie wollen wir die molekulare Funktion des WSS-Proteins mittels einer Kombination von zellbiologischen und biochemischen Methoden entschlüsseln. Zunächst sollen Interaktoren des WSS-Proteins mittels Massenspektrometrie bestimmt werden. Dazu werden Proteinkomplexe, die das WSS-Protein enthalten, mittels präparativer Immunpräzipitation und GST-pulldown Experimenten aufgereinigt. Da das WSS-Protein vorwiegend im Nucleolus vorkommt, erwarten wir, dass auch bestimmte RNAs mit dem WSS-Protein assoziiert sind. Nucleoläre Prozesse sind neben der Transkription der rRNA auch posttranskriptionale Modifikationen verschiedener RNAs, beispielsweise 2’-O-Methylierung und Pseudouridylierung. Erwartbar mit dem WSS-Protein assoziierte RNAs werden mittels Linkerligation kloniert und sequenziert. Zusätzlich werden wir Glyceringradientenzentrifugation bzw. Gelfiltration einsetzen, um die Größe des Komplexes zu bestimmen, durch Kosedimentationsanalyse Interaktoren zu validieren und die Stöchiometrie zu untersuchen. Auf Basis dieser und weiterer z.B. in vitro-Bindungsexperimente werden wir die Funktion des WSS-Komplexes untersuchen.
Die einzigen bisher verfügbaren funktionellen Daten zeigen, dass die Lokalisation des WSS-Proteins im Nucleolus unabhängig von RNA-Polymerase I abhängiger Transkription stattfindet. Somit scheint das WSS-Protein eine strukturelle Komponente von Nucleoli zu sein. Die Effekte einer verminderten Proteinexpression auf die nucleoläre Struktur und Funktion werden in RNA-Interferenzexperimenten untersucht werden.
Zusammengenommen werden die Daten neue Einsichten in grundlegende molekulare Prinzipien der Organisation und Funktion des Nucleolus ermöglichen. Zudem werden die Untersuchungen zu einem besseren Verständnis der Pathogenese des Woodhouse-Sakati-Syndroms führen. Schließlich erwarten wir Hinweise auf neue relevante Mechanismen in der Pathogenese des Diabetes mellitus.