German Title: mRNA-bindende Proteine ​​im Herzen

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Abstract

Cardiac diseases result in altered protein and gene expression levels due to altered signal transduction pathways. RNA binding proteins (RBPs) are an emerging group of post-transcriptional regulators that control RNA between protein and RNA levels. Analysing the role of RNA binding proteins in cardiac dysfunction would be vital in understanding the coordination of multiple post-transcriptional events during such diseases. However, the specific role of RBPs in controlling protein expression in the diseased myocardium is still not completely understood. Ribosomal sequencing and RNA sequencing was used to identify mTOR-dependent and translationally regulated transcripts in response to TAC surgery. Ybx-1 showed up to be one RNA binding protein that is upregulated only during pathological hypertrophy in our screen. Experiments in isolated cardiomyocytes in vitro showed that Ybx-1 depletion prevents cellular growth by inhibiting protein translation. Furthermore, Ybx-1 expression depends on mTOR signalling and is independent of mRNA transcription. Ybx-1 knockdown in vivo preserves heart function during pathological cardiac hypertrophy. eEF2 mRNA was identified as a potential mRNA that binds to Ybx-1 and is upregulated during cardiac hypertrophy. Cardiac hypertrophy involves upregulation of protein synthesis, and elongation factors such as eEF2 regulate it. Identifying the crosstalk between Ybx-1 and eEF2 can help understand how these factors contribute to cardiac dysfunction.

Translation of abstract (German)

Herzerkrankungen führen aufgrund veränderter Signaltransduktionswege zu veränderten Protein- und Genexpressionsniveaus. RNA-bindende Proteine (RBPs) sind zentrale posttranskriptionale Regulatoren, die den gesamten RNA Metabolismus kontrollieren. Eine verbesserte Analyse der Rolle von RNA-bindenden Proteinen bei Herzfunktionsstörungen wäre daher entscheidend für das Verständnis der Koordination von posttranskriptionellen Ereignissen im Rahmen von Herzmuskelerkrankungen. Die spezifische Rolle einzelner RBPs in der Kontrolle der Proteinexpression im erkrankten Myokard ist jedoch noch nicht vollständig verstanden. Ribosomale Sequenzierungen und RNA-Sequenzierung wurden daher verwendet, um translationsregulierte Transkripte als Reaktion auf chronische Druckbelastung des linken Ventrikels zu identifizieren. Das Protein Ybx-1 erwies sich in diesem Screen als ein RNA-bindendes Protein, das nur während pathologischer Hypertrophie hochreguliert wird. In-vitro Experimente an isolierten Kardiomyozyten zeigten, dass eine Ybx-1-Depletion das Zellwachstum verhindert, indem eine Verminderung der Ybx-1 Expression generelle Proteintranslation hemmt. Darüber hinaus hängt die Ybx-1-Expression von der mTORSignalgebung ab und ist unabhängig von der mRNA-Transkription. Ybx-1-Knockdown in vivo bewahrt die Herzfunktion im Rahmen pathologischer Herzhypertrophie. eEF2-mRNA wurde als potenzielle mRNA identifiziert, die an Ybx-1 bindet und während der Herzhypertrophie hochreguliert wird. Herzhypertrophie beinhaltet eine Hochregulierung der Proteinsynthese, und Elongationsfaktoren wie eEF2 regulieren die mRNA Translation im Rahmen von Zellwachstum. Die Identifizierung der Regulation von RBPs wie Ybx-1 und deren Ziel mRNAs wie z.B eEF2 kann helfen zu verstehen, wie posttranskriptionelle Faktoren zur Herzfunktionsstörung beitragen.