Programmierung einer graphischen Schnittstelle zur Erleichterung der Erstellung von Nukleinsäuremodellen aus Röntgenkristalldaten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Kristallographische Untersuchungen erlauben Einsicht in das Aussehen von Molekülen in so hoher Auflösung, dass man einzelne Atome “sehen” und deren Position bestimmen kann. Makromolekulare Kristallographen untersuchen damit die molekulare Maschinerie des Lebens, nämlich Proteine, DNA und RNA. Die meisten Moleküle, die in den Medien abgebildet werden, sind Kristallstrukturen. Die Kenntnis dieser Moleküle auf atomarem Niveau ist heutzutage ein wichtiger Teil, um deren Funktionsweise zu verstehen und zunutze machen zu können. Zur Erstellung von Proteinstrukturen gibt es ausgesprochen fortgeschrittene Computerprogramme, die dem Wissenschaftler einen großen Teil der Arbeit abnehmen und automatisch fast vollständige Modelle erzeugen. Für DNA und RNA Moleküle gibt es Ansätze für solche automatisierten Programme, doch erfordert die Erstellung von DNA und RNA im Vergleich zu Proteinmodellen ein viel höheres Maß an Intervention des Forschers, und damit kostbare Arbeitszeit. Die Programme knuspr von Dr Tim Grüne und RCrane von Dr Kevin Keating gehen dieses Problem von zwei unterschiedlichen Seiten an: knuspr findet die Bausteine der DNA oder RNA, nämlich die Phosphate und Basen, während RCrane diese losen Bausteine als Ausgangspunkt nimmt, um daraus ein zusammenhängendes Molekül zu erstellen. Es ist naheliegend, beide Programme zu kombinieren. Dies wurde von dem Schüler Moritz Wette aus der Arbeitsgruppe von Tim Grüne erreicht, indem er ein leicht zu bedienendes Programm geschaffen hat, dass das Ergebnis von knuspr so aufbereitet, dass es von RCrane weiter verwertet werden kann. Damit ist es nun möglich, mit wenigen Mausklicks am Computer das richtige DNA– oder RNA–Moleküle zu erzeugen, das vorher aus dem Kristall gemessen wurde.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- “Nucleic Acid Auto-Tracing with knuspr and RCrane” akzeptiert für das “Meeting of the European Crystallographic Association”, 25. – 29. August 2013
Grüne Tim
