Die Prozessierung und Degradation von RNA sind essentielle Prozesse in den Zellen aller Domänen des Lebens. Während in Bakterien und Eukaryoten diese Prozesse bereits sehr gut untersucht sind, sind in Archaea vergleichsweise noch viele Fragen ungeklärt.Das Exosom von Sulfolobus solfataricus wurde 2003 entdeckt und ist ein RNA degradierender und polyadenylierender Multiproteinkomplex, bestehend aus einer hexameren Grundstruktur (Rrp41 und Rrp42) mit darauf aufgelagerter trimerer Kappe (Csl4 und Rrp4). DnaG, annotiert als bakterielle Primase, ist eine rein Archaea-spezifische Untereinheit und interagiert über Csl4 mit dem Exosom. Als zusätzlicher, potentieller Interaktionspartner konnte Nop5 zusammen mit dem Exosom über in vivo Coimmunopräzipitation identifiert werden. Nop5 ist als Scaffold Protein im Methylierungskomplex in Archaea bekannt. Ein Fokus dieser Arbeit lag darin, die Interaktion von Nop5 mit dem Exosom zu verifizieren und die Funktion von Nop5 im Zusammenhang mit dem Exosom, aufzuklären. In dieser Arbeit konnte Nop5, mittels in vitro Co-Immunopräzipitation und Biacore, als Interaktionspartner des Rrp4-Exosoms bestätigt werden. Durch Bacterial two Hybrid System Assays war es zudem möglich die CTD sowie die CC-Domäne von Nop5 als wahrscheinlichste interagierende Domänen mit Rrp4 zu identifizieren. Des Weiteren konnte über Polyadenylierungs- und Degradationsassays, unter Verwendung von poly(A)- und nuoH RNA als Substrat, gezeigt werden, dass Nop5 in der Lage ist, die Polyadenylierung, jedoch nicht die Degradation, des Rrp4-Exosoms positiv zu beeinflussen.Während die Grundstruktur des aus 9-Untereinheiten aufgebauten Exosoms, aufgeklärt ist, ist die räumliche Anordnung von DanG über Csl4 mit dem Exosom unklar. Ein weiteres Ziel der hier vorliegenden Arbeit war es, die Struktur des DnaG-Csl4-Exosom mittels SPEM-Analyse (single particle electron microscopy) zu untersuchen. Dafür notwendig war zunächst die Etablierung einer Methode über welche das DnaG-Csl4-Exosom in vivo, in E. coli, überexprimiert und anschließend, mittels Heparinsäule und Größenausschlusschromatographie, aufgereinigt werden konnte. Als Kontrolle wurde parallel dazu das Csl4-Exosom, über oben genannte, Methodik aufgereinigt. Während das Csl4-Exosom im Elektronenmikroskop klare Einzelkomplexe zeigte, konnten für das DnaG-Csl4- Exosom nur Aggregate nachgewiesen werden.Auch die Substratspezifität des Exosoms sollte in dieser Arbeit tiefer untersucht werden. Zu Projektbeginn war bekannt, dass die Untereinheiten Rrp4 und DnaG des Exosoms eine Präferenz für Adenin-reiche Substrate aufweisen, welche Csl4 nicht besitzt. Die Organisation der Domänen und deren strukturelle Anordnung auf dem Exosom von Csl4 und Rrp4 ist jedoch sehr ähnlich zueinander. Entsprechend war es von Interesse welche Domäne von Rrp4 für die Poly(A)-Präferenz verantwortlich ist. Nachdem sich während der Bachelorarbeit von J. Grützner bereits gezeigt hatte, dass eine Substitution von einzelnen Aminosäuren zwischen Csl4 und Rrp4 keinen weiteren Aufschluss über die Positionierung der Poly(A) Präferenz geben konnte, sollte jetzt die Substitution der vollständigen S1-Domäne zwischen Rrp4 und Csl4 zunächst die Lokalisierung der Poly(A)- Präferenz in der S1-Domäne verifiziert werden. Leider war ein Transfer der Poly(A)-Präferenz von Rrp4 auf Csl4 mittels Substitution der S1-Domäne zwischen Rrp4 und Csl4 nicht möglich, da die Hybridproteine Rrp4S1Csl4 und Csl4S1Rrp4 keine stabilie Interaktion mit dem hexameren Ring zeigten.Mittels iCLIP (individual nucleotide resolution cross-linking and immunoprecipitation) konnten in dieser Arbeit erstmals natürliche Substrate des Exosoms von S. solfataricus bestimmt werden, welche bevorzugt durch das Exosom gebunden und angereichert werden. Durch diese Analyse wurde ein ungewöhnlich hoher Anteil an nicht kartierbaren cDNA reads festegestellt, welche einen erhöhten Adenin-Anteil aufweisen und sich durch die Polyadenylierungsfunktion des Exosoms von S. solfatricus begründen ließen. Eines der angereicherten Substrate, die antisense tRNASer, konnte anschließend mittels EMSA-Assays verifiziert werden. Des Weiteren wurden zirkuläre RNAs identifiziert, welche an das Exosom gebunden waren. Darunter waren, neben bereits bekannten zirkulären RNAs, wie der 16S rRNA und der 23S rRNA, auch noch bisher unbekannte zirkuläre RNAs. Zwei dieser unbekannten zirkulären RNAs (die RNA der Transposasen SSO_RS05855 und SSO_ RS06560) konnten experimentell, mittels RNase R Verdau und RT-PCR, als zirkuläre RNAs verifiziert werden.
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