05.02.2025, 10:45 Uhr
Campus-Vienna Biocenter 5
Hörsaal A (1.216)
Titel: Bioinformatic analysis of the coding relationship between RNA G-quadruplexes and protein RGG motifs
Kurzfassung:
Viele RNA-Bindungsproteine zeigen autoregulatorisches Verhalten, indem sie mit ihrer eigenen mRNA interagieren. Die sogenannte mRNA/Protein Komplementaritätshypothese postuliert, dass eine generelle Tendenz für die Interaktion zwischen Proteinen und ihrer autogenen mRNA existiert. Diese Annahme basiert auf der Idee, dass der genetische Code zum Teil durch individuelle Bindungspräferenzen zwischen Aminosäuren und ihren jeweiligen Codons entstanden ist. Verschiedene Resultate unterstützen diese Hypothese auf einer allgemeinen Ebene, ein spezifisches und physikalisch realistisches Beispiel solcher Interaktionen wurde bis jetzt jedoch nicht im Detail dokumentiert. In dieser Arbeit wird die Beziehung zwischen einer konkreten RNA-Bindungsdomäne - das RGG Motiv, und einem bekannten Interaktionspartner dieser Domäne - die RNA G-quadruplex (rG4) Struktur, die innerhalb von Sequenzen mit einem hohen Guaningehalt ausgebildet werden kann, im Rahmen der mRNA/Protein Komplementaritätshypothese analysiert. Die Relevanz des RGG/rG4-Paares in diesem Kontext liegt in dem hohen Guaningehalt der Codons für Arginin und Glycin: eine mRNA Sequenz mit hohem Guaningehalt könnte rG4 Strukturen ausbilden und gleichzeitig für ein RGG Motiv kodieren, was autogene Interaktionen zwischen den beiden ermöglichen könnte. Das Hauptziel dieser Arbeit betraf die Quantifizierung der Überlappung zwischen rG4 und RGG Motiv kodierenden Sequenzen innerhalb des menschlichen Transkriptoms, um das Ausmaß der vorgeschlagenen Kodierungsbeziehung zwischen diesen RNA- und Proteinmotiven zu ermitteln. Dafür wurden verschiedene experimentelle und theoretische rG4 Datensätze analysiert, gemeinsam mit der Analyse von randomisierten Hintergrundverteilungen, um den Effekt des genetischen Codes in diesem Zusammenhang zu evaluieren. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere längere und kompakte, oft im Zusammenhang mit RNA-Bindungsfunktionen stehende RGG Motive eine höhere Wahrscheinlichkeit haben zumindest partiell von rG4 Sequenzen kodiert zu werden. Zudem werden spezifische Proteine identifiziert, für die eCLIP-Daten konsistent mit der Möglichkeit einer autogenen Interaktion zwischen rG4s und RGG Motiven sind. Insgesamt repräsentiert die Interaktion zwischen RGG Motiven und rG4s ein einfaches Beispiel für ein Protein/RNA-Paar, das durch Kodierung und Bindung miteinander verbunden ist und könnte eine konkrete, physikalische Manifestation der Komplementaritätshypothese darstellen.