Reguliertes alternatives Spleißen bei DNA Schädigung
Abstract
Erst in den letzten Jahren gab es neue bedeutende Erkenntnisse, dass die Genexpression durch post-transkriptionelle Prozesse reguliert werden kann und dass dies eine wichtige zusätzliche Ebene der Genregulation darstellt. Die Information der Gene ist in Genabschnitten (Exons) gespeichert, die durch dazwischen liegende Gensequenzen (Introns) unterbrochen werden. Um Transkripte mit sinnvoller Information für die Proteinproduktion zu bekommen, müssen die Introns entfernt werden und die Exons aneinander gespleißt werden. Diese Exons können nun durch unterschiedliche Kombinationen des Spleißen verschiedene Trankripte (mRNAs) ergeben, die entweder für unterschiedliche Proteine kodieren oder durch ihre unterschiedliche Stabilität die Genexpression beeinflussen. Dieses differentielle Spleißen wird durch hoch konservierte Spleißfaktoren, wie die SR Proteine (Serine-Argenin reiche Proteine) reguliert und ist sowohl abhängig vom Zelltyp als auch von Umweltsfaktoren. In Arabidopsis haben wir erst kürzlich gezeigt, dass sicher mehr als 60% der Gene die Introns enthalten durch alternatives Spleißen reguliert werden können und einige der Arabidopsis SR Proteine an der Regulation verschiedener Stoffwechselwege und Stressreaktionen beteiligt sind. Sowohl Umwelt-Stress als auch endogene Vorgänge in der Zelle können zu DNA Schäden führen, die durch eng koordinierte Prozesse wieder repariert werden müssen. Diese Reparaturprozesse sind bei Pflanzen und Tieren hauptsächlich auf der Ebene der Transkriptionskontrolle, der Signalwege und in letzter Zeit auch epigenetisch untersucht worden, aber überraschenderweise konnte auch kürzlich gezeigt werden, dass hier Spleißfaktoren und auch alternatives Spleißen eine Rolle spielen. Obwohl DNA Schädigung und die dadurch induzierte DNA Reparatur in Pflanzen gut untersucht sind, ist über ihre Regulierung durch alternatives Spleißen nicht sehr viel geforscht worden. Dieses Projekt widmet sich dem Zusammenhang von DNA Schädigung, der dadurch induzierten Reparaturwege und der Regulation der notwendigen Gene durch alternatives Spleißen. Im Speziellen wollen wir genomweit den Einfluss von DNA Schäden auf die Transkription und alternatives Spleißen analysieren. Da bei diesem Prozess pflanzenspezifische SR Proteine eine Rolle spielen, werden wir genomweit die RNA Transkripte identifizieren, an die sich diese SR Proteine binden. Dies sollte uns in die Lage versetzen, ein RNA Bindungsmotif für die SR Proteine zu finden. Um die Evolution dieser Regulationwege durch SR Proteinen zu studieren, werden wir auch im kleinen Maßstab Experimente mit dem Moos Physcomitrella patens durchführen. Dieses Projekt wird wesentliche Erkenntnisse über die post-transkriptionelle Regulation der DNA Reparatur nach genotoxischem Stress liefern und auch aufzeigen, wie DNA Schäden die Transkription und alternatives Spleißen beeinflussen.
Publikationen
A chloroplast retrograde signal regulates nuclear alternative splicing.
Autoren: Petrillo, E; Godoy Herz, MA; Fuchs, A; Reifer, D; Fuller, J; Yanovsky, MJ; Simpson, C; Brown, JW; Barta, A; Kalyna, M; Kornblihtt, AR; Jahr: 2014
Journal articles
Shedding light on the chloroplast as a remote control of nuclear gene expression.
Autoren: Godoy Herz, MA; Kornblihtt, AR; Barta, A; Kalyna, M; Petrillo, E; Jahr: 2014
Journal articles
Let there be light: Regulation of gene expression in plants.
Autoren: Petrillo, E; Godoy Herz, MA; Barta, A; Kalyna, M; Kornblihtt, AR; Jahr: 2014
Journal articles
Unmasking alternative splicing inside protein-coding exons defines exitrons and their role in proteome plasticity.
Autoren: Marquez, Y; Höpfler, M; Ayatollahi, Z; Barta, A; Kalyna, M; Jahr: 2015
Journal articles
AtRTD - a comprehensive reference transcript dataset resource for accurate quantification of transcript-specific expression in Arabidopsis thaliana.
Autoren: Zhang, R; Calixto, CP; Tzioutziou, NA; James, AB; Simpson, CG; Guo, W; Marquez, Y; Kalyna, M; Patro, R; Eyras, E; Barta, A; Nimmo, HG; Brown, JW; Jahr: 2015
Journal articles
Lost in Translation: Pitfalls in Deciphering Plant Alternative Splicing Transcripts.
Autoren: Brown, JW; Simpson, CG; Marquez, Y; Gadd, GM; Barta, A; Kalyna, M; Jahr: 2015
Journal articles
Generating Targeted Gene Knockout Lines in Physcomitrella patens to Study Evolution of Stress-Responsive Mechanisms.
Autoren: Maronova, M; Kalyna, M; Jahr: 2016
Journal articles
AtRTD2: A Reference Transcript Dataset for accurate quantification of alternative splicing and expression changes in Arabidopsis thaliana RNA-seq data
Autoren: Runxuan Zhang, Cristiane P G Calixto, Yamile Marquez, Peter Venhuizen, Nikoleta A Tzioutziou, Wenbin Guo, Mark Spensley, Nicolas Frei dit Frey, Heribert Hirt, Allan B James, Hugh G Nimmo, Andrea Barta, Maria Kalyna, John W S Brown Jahr: 2016
Sonstige Werke
Remote control of alternative splicing in roots through TOR kinase
Autoren: Petrillo, E; Riegler, S; Fuchs, A; Servi, L; Godoy Herz, MA; Kubaczka, MG; Venhuizen, P; Schweighofer, A; Kornblihtt, AR; Simpson, C; Brown, JWS; Meyer, C; Kalyna, M; Barta A Jahr: 2018
Sonstige Werke
Does co-transcriptional regulation of alternative splicing mediate plant stress responses?
Autoren: Jabre, I; Reddy, ASN; Kalyna, M; Chaudhary, S; Khokhar, W; Byrne, LJ; Wilson, CM; Syed, NH; Jahr: 2019
Journal articles
Auxin-dependent xyloglucan remodelling defines differential tissue expansion in Arabidopsis thaliana
Autoren: Velasquez, SM; Gallemi, M; Aryal, B; Venhuizen, P; Barbez, E; Dünser, K; Kalyna, M; Mouille, G; Benkova, E; Bhalerao, R; Kleine-Vehn, J Jahr: 2019
Sonstige Werke
Alternative Splicing and DNA Damage Response in Plants.
Autoren: Nimeth, BA; Riegler, S; Kalyna, M; Jahr: 2020
Journal articles
Current Challenges in Studying Alternative Splicing in Plants: The Case of
Autoren: Melo, JP; Kalyna, M; Duque, P; Jahr: 2020
Journal articles
A Collection of Pre-mRNA Splicing Mutants in
Autoren: Kanno, T; Venhuizen, P; Wu, MT; Chiou, P; Chang, CL; Kalyna, M; Matzke, AJM; Matzke, M; Jahr: 2020
Journal articles
Editorial: Alternative Splicing Regulation in Plants
Autoren: Petrillo, E; Kalyna, M; Mandadi, KK; Tu, SL; Simpson, CG Jahr: 2020
Journal articles
Alternative Splicing Regulation in Plants
Autoren: Petrillo, E; Kalyna, M; Simpson, CG; Tu, S-L; Mandadi, KK. Eds. Jahr: 2020
Editorial
Differential nucleosome occupancy modulates alternative splicing in Arabidopsis thaliana.
Autoren: Jabre, I; Chaudhary, S; Guo, W; Kalyna, M; Reddy, ASN; Chen, W; Zhang, R; Wilson, C; Syed, NH; Jahr: 2021
Journal articles
Targeting alternative splicing by RNAi: from the differential impact on splice variants to triggering artificial pre-mRNA splicing.
Autoren: Fuchs, A; Riegler, S; Ayatollahi, Z; Cavallari, N; Giono, LE; Nimeth, BA; Mutanwad, KV; Schweighofer, A; Lucyshyn, D; Barta, A; Petrillo, E; Kalyna, M; Jahr: 2021
Journal articles
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