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Montag, den 13. Januar 2025 um 04:13 Uhr

Neuer Ansatz für maß­ge­schnei­derte RNA-Kom­plexe

Forschende der Innsbrucker Universitäten haben eine neue Methode zur kovalenten Markierung von RNA in der Zelle entwickelt. Sie zeigen, wie sich damit RNA-Bewegungen in der Zelle abbilden lassen. Die spezifische Markierung von RNA in lebenden Zellen birgt viele Herausforderungen. Forschende der Innsbrucker Universitäten beschreiben in der Fachzeitschrift Nature Chemical Biology einen strukturgeleiteten Ansatz zur Bildung kovalenter (d.h. irreversibel bindender) RNA-Liganden-Komplexe. Der Schlüssel dazu ist die Modifikation des ursprünglichen Liganden mit einem reaktiven "Griff", der es ihm erlaubt, mit einer Nukleobase an der RNA-Bindungsstelle zu reagieren. Dies wurde zunächst am Beispiel eines RNA-Riboschalters in vitro und in vivo demonstriert.

Die Vielseitigkeit des Ansatzes zeigt sich unter anderem am ersten kovalenten "Fluorescent Light-up-RNA Aptamer" (coFLAP). Dieses System behält seine starke Fluoreszenz bei der Bildgebung in lebenden Zellen auch nach dem Waschen bei, kann für die hochauflösende Mikroskopie eingesetzt werden und eignet sich besonders für FRAP (fluorescence recovery after photobleaching) zur Überwachung der intrazellulären RNA-Dynamik. "Darüber hinaus konnten wir einen Flurophor mit einem zweiten Griff für die bioorthogonale Chemie entwickeln, der einen einfachen (mittels Fluoreszenzspektroskopie verfolgbaren) Pulldown der kovalent gebundenen Ziel-RNA ermöglicht", erklärt der Chemiker Ronald Micura vom Institut für Organische Chemie und dem Centrum für Molekulare Biowissenschaften (CMBI) der Universität Innsbruck. Schließlich haben wir die Eignung dieser Strategie für die Entwicklung von potentiellen Wirkstoff-Leitstrukturen gezeigt, die kovalent an eine Ziel-RNA binden.

Gemeinsamer Erfolg

Der Erfolg der Studie beruht auf der Bereitschaft, zunächst unüberwindbar scheinende experimentelle Hürden mit komplementären Methoden zu überwinden. Vier Arbeitsgruppen der Innsbrucker Universitäten, die im Zentrum für Chemie und Biomedizin zusammenarbeiten, haben entscheidend zur chemischen Synthese der Fluorophore und RNA, zur massenspektrometrischen Sequenzierung, zu den in vivo Anwendungen und zur hochauflösenden Mikroskopie beigetragen. "Wir profitieren sehr von der Zusammenarbeit in einem gemeinsamen Forschungszentrum, in dem wir unabhängig von der institutionellen Anbindung Ideen zwischen den Arbeitsgruppen austauschen und neue Ansätze schnell ausprobieren können", sagt Alexandra Lusser von der Sektion für Molekularbiologie am Biozentrum der Medizinische Universität Innsbruck.


Den ganzen Artikel finden Sie unter:

https://www.uibk.ac.at/de/newsroom/2024/neue-chemie-fur-massgeschneiderte-rna-komplexe/

Quelle: Universität Innsbruck (01/2025)


Publikation:
Engineering covalent small molecule–RNA complexes in living cells. Raphael Bereiter, Laurin Flemmich, Kamila Nykiel, Sarah Heel, Stephan Geley, Malou Hanisch, Clemens Eichler, Kathrin Breuker, Alexandra Lusser, Ronald Micura. Nat. Chem. Biol. (2025). DOI: 10.1038/s41589-024-01801-3
https://doi.org/10.1038/s41589-024-01801-3

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