Neuartige Verwendung von genetisch kodierten fluorophor-bindenden RNA-Aptameren für hochpräzises NanoMapping

• Antragsteller: Dr. Murat Sünbül
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503107812

Neben der Kodierung von Proteinen haben RNAs in einer Vielzahl von zellulären Prozessen, wie bei der Katalyse von Reaktionen, Genregulation und zelluläre Signalübertragung, eine Schlüsselfunktion inne. Diese Prozesse werden durch Wechselwirkungen mit Proteinen und anderen RNA Molekülen sorgfältig orchestriert. Jede Störung dieses RNA-Interaktoms kann zu zellulären Fehlfunktionen und Krankheiten führen. Daher ist es von großer Bedeutung, die Rolle der RNAs zu entschlüsseln und neue RNA-interagierende Biomoleküle zu entdecken. Es werden jedoch noch einfache, vielseitige und kostengünstige Methoden benötigt, die eine umfassende Entdeckung von RNA-RNA- und RNA-Protein-Interaktionen in vivo mit hoher Präzision ermöglichen. Wir gehen davon aus, dass eine Methodik, die auf durch Licht regulierter Proximity-Markierung und einer neuartigen Verwendung von fluoreszierende RNA-Aptameren (FLAPs) basiert, das Potenzial besitzt, komplexe RNA-Netzwerke zu entschlüsseln. Normalerweise binden FLAPs fluorogene Farbstoffe, was zu einer Erhöhung der Fluoreszenz führt, und werden für die Visualisierung von RNA Molekülen verwendet. In diesem Antrag werden wir neue Farbstoffe für FLAPs entwerfen, synthetisieren und sie als vielseitige Werkzeuge zur Entschlüsselung von RNA-Interaktomen und nicht als Marker für die Visualisierung von RNAs verwenden. Mit Hilfe von Methoden aus der synthetischen Chemie, Biophysik und Molekularbiologie wollen wir eine neue Technologie (genannt "NanoMapping") entwickeln, um endogene Proteine und RNAs in der Nähe einer bestimmten RNA zu markieren und sie anschließend mit hoher Präzision zu identifizieren. Die Anwendung der NanoMapping-Technologie auf RNAs, die mit Krankheiten wie Huntington, dem Fragile X-Syndrom und Krebs in Zusammenhang stehen, wird die Entdeckung neuer RNA-RNA- und RNA-Protein-Interaktionen, die Entschlüsselung grundlegender molekularer Mechanismen von RNA-assoziierten Krankheiten und die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze erleichtern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen