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Evaluation of candidate factors for the post-transcriptional regulation of microRNA expression

Abstract

RNA Silencing ist ein kürzlich entdeckter, natürlich vorkommender Mechanismus zur Regulation von Genexpression in zahlreichen Organismen. Die Schlüsselfunktion des RNA Silencing wird von kleinen RNA-Molekülen namens microRNAs (miRNAs) getragen, die als post-transkriptionelle Regulatoren auf mRNAs einwirken, um Translationsinhibition oder Degradierung zu induzieren. Die Entstehung von miRNAs wurde in der Vergangenheit intensiv erforscht, weshalb zahlreiche beteiligte Proteinfaktoren bereits identifiziert werden konnten. Die Regulation der miRNA-Biogenese ist allerdings noch ein Forschungsfeld mit vielen offenen Fragen. Jüngste Untersuchungen zeigen, dass die Vorstufe von miR-138 in Mausgeweben differentiell exprimiert wird, während die reife miRNA lediglich in Nervengewebe exprimiert wird. Es konnte auch gezeigt werden, dass diese Beobachtung auf einen unbekannten Proteinfaktor zurückzuführen ist, der die Prozessierung von der Vorstufe zur reifen Form blockiert. Einige Kandidaten konnten durch chromatographische Methoden identifiziert werden, wobei das Heterodimer SRP9/14 am vielversprechendsten war. In der vorliegenden Studie wurde SRP9/14 als potentieller Inhibitor für die miRNA-Biogenese mittels zweier Methoden evaluiert: einerseits wurde das Heterodimer als rekombinantes Protein exprimiert und auf seine Funktionalität als Inhibitor von miR-138 in in vitro Assays getestet. Andererseits wurde die Expression von SRP9/14 in HeLa-Zellen durch siRNAs abgeschaltet und die Zellextrakte funktionell auf Vorhandensein des Inhibitors getestet. Beide Methoden zeigten, dass es sich bei SRP9/14 nicht um den gesuchten Inhibitor handelt.RNA silencing is a recently discovered naturally occurring mechanism to regulate gene expression in a wide range of organisms. Key players of RNA silencing are small RNA molecules termed microRNAs (miRNAs), which act as post-transcriptional regulators on mRNAs to induce inhibition of translation or degradation. The process of how miRNAs are generated has been investigated intensely in the last years and many protein factors involved have been identified. However, regulation of miRNA biogenesis is still a field of research with many open questions. Recent studies have indicated that miR-138 displays differential expression of its precursor form in mouse tissues, while the mature miRNA is expressed solely in neural tissues. This phenomenon was shown to be due to an unknown protein factor inhibiting processing of the precursor to the mature miRNA. Several candidate proteins have been identified by chromatography methods of which the heterodimer SRP9/14 was the most promising. In this thesis, evaluation of SRP9/14 as a putative inhibitor of miRNA biogenesis was performed using two approaches: first, the heterodimer was expressed as recombinant protein and tested for its ability to inhibit processing of pre-miR-138 in in vitro assays. Second, SRP9/14 was knocked-down in HeLa cells using siRNAs followed by testing depleted cell extracts inhibitory activity using in vitro processing assays. Both approaches demonstrated that SRP9/14 does not inhibit pre-miR-138 maturation and has to be excluded from the list of putative inhibitors

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