Erforschung von Krankheiten auf biomechanischer Ebene
Mikro-RNA (miRNA) reifen in zwei Phasen entlang eines Signalwegs, an dem Komplexe zur Prozessierung von Drosha-DCGR8 und Dicer-PACT-TRBP beteiligt sind. Diese Ribonukleasen werden von akzessorischen RNA-Bindeproteinen mit Mehrfach-Domänen rekrutiert, die mit den spezifischen strukturellen Eigenschaften unreifer miRNA interagieren. Das Projekt oncoMiRNA-biogenesis (Biogenesis of oncogenic microRNAs: from the structure of the microRNA processing complexes to the inhibition of the maturation of human oncogenes) entwickelt ein multidisziplinäres Analyseverfahren für Interaktionsnetzwerke von Proteinstrukturen, die an der Herstellung menschlicher miRNA beteiligt sind. Für die Klonierung, Expression und das Screening löslicher Domänen von modularen prozessierenden Proteinen analysieren die Partner mittels Kernspinresonanz (NMR) Protein- und RNA-Faltungen sowie Protein-RNA-Interaktionsstellen. In den Versuchen soll die Rolle von Biogenese-Proteinen untersucht werden, vor allem im Zusammenhang mit der RNA-Erkennung, und es werden erstmals miRNA-prozessierende Komplexe in atomarer Auflösung dargestellt. Ein solcher Ansatz soll die Ausgangsbasis für die Entwicklung und den Test von miRNA-Inhibitoren liefern, aus denen dann Verfahren für den Test von miRNA-Funktionen und neue Krebsmedikamente entwickelt werden können. Bislang identifizierte das EU-finanzierte Projekt potenzielle Domänenkonstrukte von Mehrfach-Domänen-Proteinen, die an der miRNA-Produktion beteiligt sind, und entwickelte ein Konzept für Konstrukte aus akzessorischen miRNA-Biogenese-Proteinen. Die Partner testeten automatisierte Klonierungs- und Expressionsmethoden, führten biophysikalische und NMR-spektroskopische Analysen der miRNA-Biogenese durch und optimierten die In-vitro-Produktion von miRNA. Außerdem analysierten die Forscher bestimmte inter- und intramolekulare Interaktionen, stellten RNA in mg-Quantitäten für NMR-Analysen her und entwickelten Verfahren zur Isotopenmarkierung für die NMR-basierte Analysen biomolekularer Interaktionsstellen. Den Partnern von oncoMiRNA-biogenesis zufolge bilden die Forschungsarbeiten die Grundlage für strukturelle Analysen des miRNA-Biogenese-Apparates sowie zur Beschreibung von Protein-Protein- und Protein-RNA-Interaktionen. Zum Einsatz kommen dabei NMR-Spektroskopie und andere biomedizinische Analysemethoden. Zudem soll ein hoch aufgelöstes Modell kritischer biomolekularer Interaktionsstellen und Interaktionen entwickelt werden, die an der miRNA-Biogenese beteiligt sind.
