Posttranskriptionale Regulation von Myelin-mRNAs
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Die Myelinisierung neuronaler Axone ermöglicht eine schnelle und energieeffiziente Weiterleitung
von Informationen im Nervensystem. Durch lokale Synthese von Myelinproteinen kann die
Myelinschicht, zeitlich und räumlich reguliert, gebildet werden. Dieser Prozess ist abhängig von
verschiedensten axonalen Eigenschaften und muss damit lokal reguliert werden. Die Myelinisierung
im zentralen sowie im peripheren Nervensystem hängt unter anderem stark von kleinen
regulatorischen RNA Molekülen ab. In Oligodendrozyten wird das Myelin Basische Protein (MBP) von
der sncRNA715 translational reguliert, indem diese direkt innerhalb der 3’UTR der Mbp mRNA bindet
und damit die Proteinsynthese verhindert. Mbp mRNA wird in hnRNP A2‐enthaltenen RNA Granula in
die Zellperipherie transportiert, wo in Antwort auf axonale Signale die membranständige Tyrosin‐
Kinase Fyn aktiviert wird, welche Granula‐Komponenten wie hnRNP A2 und F phosphoryliert
wodurch die lokale Translation initiiert wird. Während des Transports wird die mRNA durch die
Bindung der sncRNA715 translational reprimiert. SncRNAs bilden zusammen mit Argonaut‐Proteinen
den microRNA induced silencing complex (miRISC), welcher die translationale Inhibition oder den
Abbau von mRNAs vermittelt. In der vorliegenden Arbeit sollte zum einen die Regulation der
sncRNA715‐abhängigen translationalen Repression der Mbp mRNA in oligodendroglialen Zellen
genauer untersucht werden und im zweiten Teil wurde die Rolle der sncRNA715 in den
myelinbildenden Zellen des peripheren Nervensystems, den Schwann Zellen, analysiert.
Es konnte in oligodendroglialen Zellen die mRNA‐Expression der vier, in Säugern bekannten
Argonaut‐Proteinen nachgewiesen werden. Außerdem konnten die beiden Proteine Ago1 und Ago2
in vitro sowie in vivo detektiert werden. Ago2 interagiert mit hnRNP A2, Mbp mRNA und sncRNA715,
womit es als neue Komponente des Mbp mRNA Transportgranulas identifiziert werden konnte. Des
Weiteren colokalisiert Ago2 mit der Fyn‐Kinase und alle vier Argonaut‐Proteine werden Fyn‐abhängig
Tyrosin‐phosphoryliert. Die Fyn‐abhängige Phosphorylierung der Granula‐Komponenten in Antwort
auf axo‐glialen Kontakt führt zum Zerfall des RNA‐Granulas und zur gesteigerten MBP
Proteinsynthese. Dies wird möglicherweise durch Abstoßungskräfte der negativ geladenen
phosphorylierten Proteine vermittelt, wodurch diese sich voneinander und von der mRNA entfernen.
Durch die Ablösung des miRISCs von der Mbp mRNA wird die Translation möglicherweise reaktiviert
und die Myelinisierung kann starten. Mit der Identifizierung von Ago2 als neuer Mbp mRNA
Transportgranula‐Komponente konnte ein weiterer Einblick in die Regulation der lokalen Translation
von MBP gewährt werden. Das Verständnis dieses Prozesses ist entscheidend für die Entwicklung
neuer Therapien von demyelinisierenden Erkrankungen, da neue Faktoren als eventuelle Ziele für
pharmakologische Manipulationen identifiziert und möglichweise neue Therapiemöglichkeiten
entstehen könnten.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde die translationale Regulation von Mbp mRNA in Schwann Zellen
untersucht. Auch Schwann Zell‐Mbp wird als mRNA translational inaktiviert zur axo‐glialen
Kontaktstelle transportiert, wo vermutlich auch lokale Translation in Antwort auf spezifische Signale
stattfindet. Allerdings bleiben die genauen Mechanismen der mRNA‐Lokalisation und damit
verbundenen translationalen Repression bislang ungeklärt. Es konnte hier gezeigt werden, dass auch
in Schwann Zellen die sncRNA715 exprimiert wird und die Translation von Mbp reguliert.
Überexpression der synthetischen sncRNA715 führt zu einer signifikanten Reduktion der MBP
Proteinmengen in differenzierten primären Schwann Zellen. Damit kann vermutet werden, dass die
Regulation der lokalen MBP Proteinsynthese in Schwann Zellen der in Oligodendrozyten ähnelt