DNA-Dreifachhelix in Gasphase identifiziert
Forscher aus Spanien extrahierten strukturelle Informationen aus einer DNA-Dreifachhelix unter Vakuum-ähnlichen Bedingungen (d.h. Gasphase). Die im Journal of the American Chemical Society (JACS) vorgestellte Studie könnte dazu beitragen, erste Antigentherapien auf Basis dieser DNA-Strukturen zu entwickeln. Wie die Forscher vom Institut für biomedizinische Forschung Barcelona (IRB) und des Barcelona Supercomputing Center (BSC) erklären, war es bis dato nicht gelungen, diese speziellen DNA-Strukturen zu identifizieren. "Bislang war es quasi unmöglich, diese besonderen DNA-Strukturen nachzuweisen, auch war nicht bekannt, ob nach dem Verdampfen der Lösung strukturelle Informationen erhalten bleiben", erklärt Professor Modesto Orozco von der Universität Barcelona, Leiter des Instituts für Biowissenschaften der Universität. "In unserer Studie haben wir diese Struktur charakterisiert und demonstrierten ihr erstaunliches Gedächtnis über ihre vorherige biologische Umgebung, d.h. wässrige Lösung, in der sie normalerweise sehr schwer zu charakterisieren ist." Das Team um Professor Orozco verwendete rechnergestützte Simulationstechniken, um sie anschließend mittels Massenspektrometrie experimentell zu validieren und so die gesuchten Ergebnissen zu erhalten. Der BSC-Forscher hatte zusammen mit seinen Kollegen länger als 10 Jahre an der Thematik geforscht. Die jüngsten Ergebnisse halfen dem Team, einen kompletten Atlas klassischer DNA-Strukturen in Gasphase zu erstellen. Auf Basis der neuen Entdeckung kann nun die so genannte Antigentherapie entwickelt werden. Eine Therapie auf Basis von Dreifachhelix-Strukturen bestünde darin, aktive Gene auszuschalten, die für eine Krankheit verantwortlich sind. "Bislang sind noch keine gentherapeutischen Wirkstoffe auf dem Markt, man arbeitet aber an ihrer Entwicklung", so Prof. Orozco. Eine der größten Herausforderungen bei der praktischen Verwirklichung sei, dass diese Dreifachhelix-Strukturen experimentell nicht nachgewiesen werden konnten. "Der Beweis, dass die Struktur in der Gasphase erhalten bleibt, erleichtert den Nachweis dieser DNA-Strukturen erheblich", erklärt er. Die Forschungsarbeit wird den Wissenschaftlern das nötige Werkzeug an die Hand geben, um neuartige Auflösungsverfahren auf Basis von X-FELs (Röntgenlicht-Freie-Elektronen-Laser) einzusetzen. Der Röntgenlaser European XFEL, der derzeit in Deutschland gebaut wird, erzeugt extrem intensive Röntgenlaserblitze, ähnlich der Synchrotronstrahlung. "Wenn unsere Berechnungen stimmen, könnten mit X-FEL in der Gasphase strukturelle Daten zum Verhalten eines Moleküls in seiner natürlichen Umgebung ermittelt werden. X-FEL ist damit ein sehr effizientes Werkzeug, um Strukturen von Makromolekülen aufzulösen", so die BSC-Forscher. An der Studie beteiligt waren Experten der Universität Lüttich in Belgien.Weitere Informationen finden Sie unter: IRB Barcelona: http://www.irbbarcelona.org/index.php/en Journal of the American Chemical Society (JACS): http://pubs.acs.org/journal/jacsat
Länder
Belgien, Spanien