Posttranskriptionelle Regulation der Genfunktion durch lichtabhängige RNA-Editierung und Freisetzung von Psoralen-Quervernetzungen

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Stafforst
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263736845

Ziel ist es, Methoden zu entwickeln, um mit Licht in die posttranskriptionelle Genregulation einzugreifen. Kürzlich haben wir die ortsgerichtete A-zu-I-RNA-Editierung als ein Werkzeug zur Reparatur und Umprogrammierung von mRNAs vorgestellt. In diesem Antrag wollen wir die RNA-Editierung zunächst in vitro und später in Zellkultur mit Licht schalten, indem photolabile Schutzgruppen auf dem essentiellen Benzylguaninrest und auf dem Phosphatrückgrat der guideRNA angebracht werden. Bei einem Erfolg könnten wir enzymatisch funktionale Deaminase-guideRNA-Konjugate in der Zelle unter räumlicher und zeitlicher Kontrolle mittels Licht assemblieren. Damit wäre der Weg zu zahlreichen attraktiven Anwendungen auch jenseits der RNA-Editierung geebnet.Weiterhin konnten wir in den letzten zwei Jahren Psoralen-Quervernetzungen zur Photokontrolle von DNA-Funktionen etablieren. Diese Technik wollen wir jetzt auf die RNA-Ebene übertragen. Dazu werden wir ein kleines quervernetztes Haarnadelmotiv darstellen und in größere RNA-Konstrukte einbauen. Wir beabsichtigen, die Translation eines solchen Konstruktes mit Licht zu regulieren. Die Methode hat das Potential herkömmliche Methoden auf der Basis von Photoschutzgruppen zu ergänzen und neuartige Anwendungen zu ermöglichen. Dies liegt darin begründet, dass bereits eine einzelne Quervernetzung eine Nukleinsäure sicher und zuverlässig in einer energetisch ungünstigen Sekundär- und Tertiärstruktur einzufrieren vermag.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen