Regulation der chloroplastidären Genexpression durch die Maturase MatK

Die Intronmaturase MatK ist der einzige putative Spleißfaktor, der im Genom des Chloropalsten kodiert ist. Im Unterschied zu monospezifischen bakteriellen Maturasen kann MatK mit multiplen Introns assoziieren. Während alle bekannten chloroplastidären RNA-Prozessierungsfaktoren kernkodiert sind, findet sich MatK in allen plastidären Genomen von autotrophen und Gruppe II Intron-haltigen Streptophyten. Weil gezeigt worden ist, dass bakterielle Maturasen ihre eigene Expression regulieren, wird vermutet, dass MatK an regulatorischen feed-back-loops beteiligt ist, die seine Expression in cis im Chloroplasten notwendig machen. Dies könnte einen Transfer des matK Gens in den Kern verhindert haben. Um dies zu testen, wird ein dreigleisiger Ansatz vorgeschlagen: (1) die Interaktion von MatK mit seiner eigenen mRNA soll mittels transplastomischer Methoden beeinträchtigt werden. (2) Um das Netzwerk von MatK-Interaktionen zu verstehen, sollen entlang der Ontogenese des Tabaks Kinetiken aller Ziel-RNAs von MatK und Kinetiken der von MatK sekundär abhängigen Proteine erstellt werden. Dies wird die Entwicklung eines mathematischen Modells des MatK-Netzwerkes ermöglichen, um damit kritische Schritte und Faktoren des Netzwerkes zu identifizieren. (3) Um auch biochemische Einblicke in das MatK-Netzwerk zu erhalten, sollen MatK-haltige Ribonukleoproteinpartikel mittels Massenspektrometrie und weiteren biochemischen Techniken analysiert werden.