Wissenschaftler entwickeln eine Technik zur Analyse von RNA-Strukturen in ultrahoher Auflösung

Wissenschaftler der Universität Nottingham haben eine Technik entwickelt, um die atomare Struktur von RNA-Molekülen mit außergewöhnlicher Präzision und Geschwindigkeit zu analysieren. Sie sind weltweit die ersten, die mit dieser Methode strukturelle Veränderungen der RNA untersuchen, wenn eine Zelle mit HIV infiziert ist. .

Die Ergebnisse, veröffentlicht in Natürliche Kommunikationkönnte erhebliche Auswirkungen auf die Behandlung verschiedener Krankheiten haben, bei denen RNA eine wesentliche Rolle spielt, sowie auf die Entwicklung von Therapeutika wie mRNA-Impfstoffen.

RNA, eine enge Verwandte der DNA, spielt eine wesentliche Rolle in verschiedenen biologischen Prozessen, von der Proteinsynthese bis zur Genregulation. Im Gegensatz zur bekannten Doppelhelixstruktur der DNA faltet sich die RNA jedoch in komplexe Formen, die mit herkömmlichen Techniken unglaublich schwer zu analysieren sind.

Hier hat das Nottingham-Team unter der Leitung von Dr. Aditi Borkar, Assistenzprofessorin für Molekulare Biochemie und Biophysik an der School of Veterinary Medicine and Science, eine transformative Leistung vollbracht.

Dr. Borkar hat eine leistungsstarke Methode entwickelt, die modernste Massenspektrometrietechnologie namens kryogenes OrbiSIMS, eine einzigartige Bildgebungsfähigkeit der Universität, mit fortschrittlicher Computermodellierung und Automatisierung kombiniert. Diese Kombination ermöglichte es dem Team, innerhalb weniger Tage die Mengen an RNA-Atomolen zu analysieren und ihre 3D-Strukturen gemäß Industriestandards zu bestimmen.

Dieser innovative Ansatz verspricht erhebliche Fortschritte in Umfang, Präzision und Geschwindigkeit der RNA-Strukturbiologie und wird die Entwicklung RNA-basierter Therapeutika beschleunigen.

Dr. Borkar sagte: „RNAs gehören zu den Molekülen, die sich mithilfe der Strukturbiologie am schwierigsten untersuchen lassen. OrbiSIMS ist für die Untersuchung von RNA mindestens 1.000-mal empfindlicher als andere Strukturtechniken, die typischerweise in unserem Fachgebiet verwendet werden.

„Mit unserer OrbiSIMS-gesteuerten Pipeline können wir RNA-Strukturen jetzt in Tagen statt in Monaten bestimmen. Diese unglaubliche Empfindlichkeit und Geschwindigkeit wird uns nun dabei helfen, bisher unlösbare Ziele innerhalb enger Zeitvorgaben für die Arzneimittelentwicklung zu untersuchen. »

Das OrbiSIMS-Instrument wurde im britischen National Physical Laboratory in Absprache mit GSK entwickelt. Nottingham war die erste Universität der Welt, die das OrbiSIMS-Instrument besaß und betrieb.