A study of nuclear acting small RNApost-transcriptional modification and nuclear import

Kleine, ~20-30 Nukleotide (nt) lange RNAs konnen Genexpression sowohl auf transkriptioneller, als auch auf post-transkriptioneller Ebene regulieren. In Arabidopsis sind alle kleinen RNAs am 3’ Ende 2’-O-methyliert. In Metazoen hingegen tragt nur ein Teil der kleinen RNAs diese Modifikation. Es ist zwar erwiesen, dass kleine RNAs durch Methylierung stabilisiert werden, die biologische Bedeutung dieser Modifikation ist jedoch unzureichend verstanden. Tetrahymena thermophila exprimiert zwei Klassen von kleinen RNAs. Die erste Klasse setzt sich aus standig exprimierten ~23–24 nt siRNAs zusammen, wahrend ~28–29 nt scnRNAs die zweite Klasse bilden. Die Funktion der Methylierung von kleinen RNAs in Tetrahymena untersuchte ich im ersten Teil meiner Doktorarbeit. Ich konnte zeigen, dass scnRNAs, aber nicht siRNAs, an ihren 3’ Enden methyliert sind. Das Tetrahymena HEN1 Homolog Hen1p katalysiert diese Reaktion. Das Fehlen von Hen1p hat eine Verkurzung, sowie einen teilweisen Abbau der scnRNAs zur Folge. Diese Destabilisierung fuhrt zu einem Defekt in der DNA Eliminierung, wodurch die Anzahl sexueller Nachkommen stark reduziert wird. Unsere Studie zeigt, dass 2’-O-Methylierung von kleinen RNAs einen spezifischen RNAi Stoffwechselweg in Eukaryoten regulieren kann. Das Argonautprotein Twi1p wird im Zytoplasma mit scnRNA beladen, entfaltet seine Funktion aber im Zellkern. Im zweiten Teil meiner Doktorarbeit untersuchten wir, wie beladene Argonautproteine erkannt und in den Zellkern transportiert werden. Wir identifizierten ein neues Protein, Giw1p, welches mit Twi1p interagiert und fur dessen Lokalisation im Zellkern verantwortlich ist. Giw1p bindet weder an unbeladenes, noch an mit doppelstrangiger RNA beladenes Twi1p. Dies deutet darauf hin, dass Giw1p den Zustand des Argonaut-scnRNA Komplexes erkennt und nur den reifen Komplex in den Zellkern transportiert. Ein moglicher Grund fur diesen selektiven Transport ist eine Konformationsanderung von Twi1p. Dies ist die erste Beschreibung eines Proteins, welches die Beladung eines Argonauts erkennen kann.