The role of poly(A) modifying enzymes as mRNA regulators in germ cells

Abstract

RNA-modifizierende Enzyme sind ein wichtiger Teil der Genexpressionskaskade in eukaryotischen Zellen. Besonders interrassant sind hierbei die Enzymeklassen der Deadenylasen (DeAd) und zytoplasmatische poly(A) Polymerasen (cytoPAP) die direkt den poly(A) Schwanz am 3‘ Ende von mRNAs modifizieren. DeAds verkürzen und zytoPAPs verlängern diese Struktur und deren biologische Rollen wurden bisher nur unzureichend untersucht. In meiner Arbeit benutzte ich den Modellorganismus Caenorhabditis elegans, um die Bedeutung von DeAds und zytoPAPs für die Genexpressionsregulierung in sich entwickelnden Keimzellen zu studieren. Durch die Kombinierung von klassisch genetischen mit biochemischen und genomischen Herangehensweisen konnte ich die Schlüsselenzyme welche für die Regulierung von mRNAs in Keimzellen wichtig sind identifizieren und beschreiben. Meine gesammelten Daten zeigen wie RNA-modifizierende Enzyme gezielt in der Entwicklungsbiologie eingesetzt werden können.

RNA modifying enzymes are an important part of the gene expression cascade in eukaryotic cells. Especially interesting are two opposing classes of enzymes that directly modify the mRNA 3’ poly(A) tail, known as deadenylases (DeAds) and cytoplasmic poly(A) polymerases (cytoPAP). DeAds shorten and cytoPAPs elongate the tail structure and their biological roles in multi-cellular organisms were only scarcely characterized. In my work, Caenorhabditis elegans is used as a model to investigate the roles of deadenylases and cytoplasmic poly(A) polymerases in regulating gene expression in developing germ cells. By combining classical genetic with biochemical and genomics approaches, I identified the specific enzymes that are the keys for mRNA regulation in germ cells. My combined data suggests that the opposing activities of tail modifiers provide an enzymatic framework that is employed by various gene-specific RNA-binding proteins to guide gene expression programs in germ cells.