UHPLC-QQQ-Massenspektrometer

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567159370

Die RNA-Forschung ist eine wichtige wissenschaftliche Disziplin an der GU Frankfurt und reicht von der RNA-Synthese über die Regulation und Transkription bis hin zur Übersetzung in Proteine. Im Gegensatz zu DNA ist RNA chemisch sehr vielfältig und Hunderte von speziellen Enzymen in allen Organismen führen diese chemischen RNA-Modifikationen ein und orchestrieren sie. Das Potenzial von RNA-Modifikationen wurde deutlich, als die RNA-Modifikation der Schlüsselbaustein des Impfstoffs war, der die Corona-Pandemie beendete und für den Kariko & Weissman 2023 den Nobelpreis für Medizin erhalten. Trotz dieser wichtigen Forschungsarbeiten über RNA-Modifikationen ist nur wenig über die gesamte Landschaft der RNA-Modifikationen, die Mengen der RNA-Modifikationen und ihre Verteilung in RNAs bekannt. Um die Epitranskriptom-Forschung voranzutreiben und das große Potenzial der RNA-Modifikationen zu erschließen, ist eine genaue und präzise Kenntnis der Stöchiometrien der RNA-Modifikationen erforderlich. Die Methode der Wahl ist die Massenspektrometrie (MS) in Kombination mit Flüssigchromatographie (UHPLC) mit der höchsten Empfindlichkeit, die in der Triple-Quadrupol-MS-Analyse (QQQ) zu finden ist (UHPLC-QQQ-MS). Mit einem UHPLC-QQQ-MS und externer Kalibrierung können absolute Mengen von RNA-Modifikationen mit Hilfe von stabilen isotopenmarkierten internen Standards bestimmt werden. Damit haben wir mehrere Fragen im Zusammenhang mit tRNA-Modifikationen bei Krankheiten gelöst, aber auch neue Technologien zur Bewertung von RNA-Modifikationen mit zeitlicher Auflösung entwickelt. In diesem Zusammenhang haben wir den Begriff NAIL-MS geprägt, eine Abkürzung für Nukleinsäure-Isotopenmarkierung gekoppelte Massenspektrometrie. Die UHPLC-QQQ-MS ermöglicht unsere Forschung an der Grenze der Epitransriptom-Forschung, aber es ist klar geworden, dass zelluläre RNAs ein komplexes Gemisch sind, das vor der Analyse eine physikalische Dekonvolution erfordert, um aussagekräftige biologische Ergebnisse zu erhalten. Daher haben wir verschiedene Technologien zur RNA-Reinigung entwickelt, die zu einer Vervielfachung jeder Probe und damit zu einem erhöhten Bedarf an Gerätezeit führen. Hier beantragen wir die Finanzierung eines UHPLC-QQQ-MS, um unsere laufende Forschung im Bereich der RNA-Modifikationsbiologie zu ermöglichen. Das neue Gerät wird dringend benötigt, da (1) das derzeitige System nicht mehr ausreicht, um alle unsere Proben und die unserer Mitarbeiter zu bearbeiten, (2) oft nicht empfindlich genug für die Quantifizierung von Modifikationen in RNAs mit geringer Häufigkeit ist und (3) das derzeitige System aufgrund von altersbedingten Ausfällen des Geräts immer wieder außer Betrieb ist.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: UHPLC-QQQ-Massenspektrometer
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Leiterin: Professorin Dr. Stefanie Kaiser