Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Förderung einer neuen Forschungsgruppe (FOR 6037) bewilligt, die sich der Erforschung der molekularen Maschinen widmet, die die Transkription steuern – den ersten und entscheidendsten Schritt der Genexpression. Die neue Forschungsgruppe „Multi-subunit RNA polymerases across all domains of life: Mechanisms underlying transcription activity and regulation" bringt Forschende führender deutscher Universitäten und Forschungseinrichtungen zusammen. Sie wird zunächst für vier Jahre mit einer Förderung von mehreren Millionen Euro ausgestattet, mit der Option auf eine Verlängerung um weitere vier Jahre. Die Forschungsgruppe wird von Prof. Dr. Claus-D. Kuhn, Professor für RNA-Biochemie an der Universität Bayreuth, als Sprecher koordiniert, gemeinsam mit Prof. Dr. Lydia Herzel von der Freien Universität Berlin als stellvertretende Sprecherin.
Entschlüsselung eines der grundlegendsten Prozesse des Lebens
Im Zentrum der Genexpression stehen RNA-Polymerasen mit mehreren Untereinheiten (msRNAPs) - molekulare Maschinen, die DNA in RNA umschreiben und den Transkriptionszyklus durch die Phasen Initiation, Elongation und Termination steuern. Während der katalytische Kern der msRNAPs hoch konserviert ist, zeigen Unterschiede in peripheren Untereinheiten und regulatorischen Faktoren vielfältige Strategien über alle Domänen des Lebens hinweg – eine Vielfalt, die bislang nur unzureichend verstanden ist, da sich die Forschung bisher auf wenige Modellsysteme konzentriert hat. Auch unter Nutzung jüngster technologischer Fortschritte wie der Kryo-Elektronenmikroskopie wird die neue Forschungsgruppe diese Wissenslücke schließen und erstmals die Transkriptionsregulation gemeinsam in bakteriellen, archaealen, eukaryotischen, plastidären und viralen Systemen untersuchen. Die Gruppe verfolgt drei wissenschaftliche Ziele: 1. Die molekularen Prinzipien der vorlagenbasierten RNA-Synthese durch msRNAPs über alle Lebensbereiche hinweg aufzuklären, 2. Die regulatorischen Mechanismen zu identifizieren, die Transkriptionsdynamik und -output beeinflussen, und 3. Die Erkenntnisse zu übergreifenden Prinzipien zusammenzuführen, die den transkriptionellen Output und dessen Regulation bestimmen.
Ein bundesweiter, interdisziplinärer Forschungsverbund
Die Forschungsgruppe vereint Nachwuchs- und etablierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus ganz Deutschland, darunter von der Universität Bayreuth, der Freien Universität Berlin, der Universität Göttingen, der Leibniz Universität Hannover, der Universität Regensburg, der Universität Würzburg, des Max-Planck-Instituts für multidisziplinäre Naturwissenschaften und des Max-Planck-Instituts für Biochemie. Die Projektteams werden gemeinsam verwandte Phasen des Transkriptionszyklus in unterschiedlichen Organismen untersuchen oder komplementäre Methoden anwenden, um verschiedene msRNAPs zu erforschen.
Prof. Kuhn kommentiert die Bedeutung der neu eingeworbenen Förderung: „Diese Forschungsgruppe vereint 13 Expertinnen und Experten für msRNAPs über alle Lebensformen hinweg in 9 verschiedenen Projekten. Gemeinsam mit Prof. Herzel aus Berlin freue ich mich sehr, als Sprecher dieser Gruppe zu fungieren, die die internationale Sichtbarkeit der Universität Bayreuth im Bereich der Molekularen Biowissenschaften stärken wird. Darüber hinaus gibt uns die Gruppe die Möglichkeit, die Grundlagenforschung zu msRNAPs maßgeblich voranzubringen und Deutschland langfristig als führenden Standort der Transkriptionsforschung zu etablieren."
Durch die Kombination struktureller, biophysikalischer und systembiologischer Ansätze erwartet die Forschungsgruppe, sowohl die konservierten Mechanismen als auch die spezialisierten Strategien aufzudecken, mit denen Organismen über den gesamten Lebensbaum hinweg die Genexpression regulieren. Damit wird die Gruppe unser Verständnis der Transkription und ihrer Regulation deutlich über das hinaus voranbringen, was ein einzelnes Projekt allein erreichen könnte.
