in-cell NMR von DNA G4 - Strukturen und Faltung

• Antragsteller: Professor Dr. Harald Schwalbe
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531012774

DNA-Sequenzen, die mit Deoxyguanosin-Nukleotiden angereicht sind, können nicht-kanonische Tetraplex-Strukturen bilden, die G-Quadruplex genannt warden (G4). G4 werden in Regulations-aktiven Bereichen eukaryotischer Regionen angereichert, insbesondere um Genpromotoren und Telomeren. Mittels In-cell Imaging konnte die Bildung von G4 in Zellen nachgewiesen werden. G4 spielen wichtige Rollen in Gen-Regulation, DNA-Replikation und Telomerstabilität. G4-Funktion ist verknüpft mit ihrer hohen strukturellen Dynamik: Stört man die zugrundeliegenden dynamischen Gleichgewichte, so konnte gezeigt werden, dass die Transkription onkogener Gene und die chromosomale Stabilität gestört. Das Vorliegen verschiedener konformationeller Zustände erlaubt es G4-Strukturen, sich innerhalb der Zelle an Änderungen, die durch zellulären Stress induziert werden, anzupassen. Trotz intensiver Forschung bleibt die Charakterisierung dieser Zustände sehr herausfordernd aufgrund des sehr stark ausgeprägten Polymorphismus und weil wir bisher intrazelluläre Bedingungen verschiedener physiologisch relevanter Zustände nur unzureichend nachstellen können. Im vorliegenden Antrag warden die Gruppen von Trantirek (CZ) und Schwalbe (DE) intensiv zusammenarbeiten, um genau die Herausforderungen anzugehen und die Struktur und die Faltung von G4 DNAs mittels in-cell NMR zu untersuchen. Vom deutschen Partner soll Insbesondere die (Um)-Faltung der G4 DNA-Strukturen durch Licht-induzierende G4-Freisetzung in Zellen untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartner: Professor Dr. Lukas Trantirek, Ph.D.