Molekularbiologie
Transkription und Regulation des Erbguts
Während der Transkription werden Gene von DNA in RNA umgeschrieben. Die RNA ermöglicht dann die Produktion von Proteinen. Die Regulation der Transkription liegt der Entwicklung von Organismen, der Entstehung von Zelltypen und dem Erhalt von Geweben zugrunde.
Das Ziel unserer Abteilung ist es, die Transkription und die Genregulation auf molekularer und zellulärer Ebene zu verstehen. Zum einen klären wir die dreidimensionale Struktur von Transkriptions-Komplexen in verschiedenen funktionalen Zuständen auf. Dazu integrieren wir die Elektronenmikroskopie mit der Röntgenkristallografie und biophysikalischen Methoden. Zum anderen untersuchen wir die zelluläre Regulation der Genexpression systemisch mit Methoden der funktionalen Genomik und der Bioinformatik. So sind wir in der Lage, die gesamte Genaktivität in Zellen zu vermessen. Auch können wir Bindungsstellen für regulatorische Proteine über das gesamte Erbgut (Genom) und über die Gesamtheit aller RNAs (Transkriptom) kartieren.
Durch unseren interdisziplinären Ansatz konnten wir Filme der Transkription in atomarer Auflösung drehen. Nun beginnen wir, die Prinzipien der Genregulation in der Zelle zu verstehen. In Zukunft möchten wir herausfinden, wie Gene auf molekularer Ebene an- und abgeschaltet werden und wie die Aktivität tausender Gene im Genom auf zellulärer Ebene kontrolliert wird.
Cryo-EM structure of the RNA polymerase II transcription pre-initiation complex with core Mediator © Schilbach et al. Nature 2017
Multi-omics approach extracts kinetic parameters of transcription, system-wide © Gressel, Schwalb et al., eLife 2017
