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SFB 1309:  Chemische Biologie epigenetischer Modifikationen

Fachliche Zuordnung Biologie
Chemie
Medizin
Förderung Förderung seit 2018
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 325871075
 
Die zellulären Biomoleküle werden nach der DNA-Replikation, DNA-Transkription oder Proteintranslation, häufig chemisch modifiziert. DNA enthält modifizierte Nukleoside um die Diversität des genetischen Codes zu erhöhen, was benötigt wird um die Aktivität von Teilen des genetischen Systems zwischen aktiv und passiv zu schalten. RNA enthält nichtkanonische Nukleoside um diese mit Funktionen auszustatten jenseits der Informationscodierung z. B. zur Feinregulation des Dekodierungsprozesses oder um RNA in spezifischen Faltungen zu stabilisieren. Proteine werden modifiziert um deren Interaktion mit anderen Proteinen und Nukleinsäuren, sowie die Verteilung in der Zelle und die Stabilität zu steuern. Die chemische Sprache an den Biomolekülen stellt eine neue epigenetische Ebene an Information dar, welche nicht in der DNA-Sequenz kodiert vorliegt. Der SFB 1309 hat das Ziel diese Informationsebene zu dekodieren und zu manipulieren. Im Bereich A studieren wir die Modifikationen an Oligonukleotiden. Im Bereich B stehen die Modifikationen an Proteinen im Fokus. Im Bereich C entwickeln wir neue Technologien um diese Informationsebene überhaupt studierbar zu machen. Wir benötigen neue Sequenzier-Methoden zum Studium wo sich die modifizierten Nukleoside in der DNA oder RNA befinden. Neue massenspektrometrische Methoden werden benötigt um den Inhalt und die Dynamik von modifizierten Aminosäuren und Nukleosiden in den verschiedenen Biomolekülen zu entschlüsseln. Der SFB 1309 verwendet zum Erreichen der Ziele die Technologien der Chemischen Biologie. Die modifizierten Nukleoside werden chemisch synthetisiert durch modernste Chemie in Lösung. Festphasen-chemische Methoden werden angewandt um modifizierte DNA und RNA spezifisch zu synthetisieren. Die chemischen Werkzeuge werden kombiniert mit zellbiologischen Methoden um die Funktion der Modifikationschemie in vivo aufzuklären. Wir entwickeln hochselektive Moleküle zur Manipulation dieser epigenetischen Informationsebene und erschließen so neue Ansätze zur Behandlung von Krankheiten. Die neuen analytischen Methoden erlauben uns die Vermessung der Verteilung der nicht-kanonischen Bausteine in der Biosphäre was es uns auch ermöglicht neue Krebsdiagnostika zu entwickeln. Wir klären auf, wie diese nichtkanonischen Bausteine es multizellulären Organismen ermöglichen die transkriptionelle Aktivität zu regulieren. Das ist speziell wichtig während der zellulären Entwicklung und bei der neuronalen Differenzierung. Wir studieren auch evolutive Aspekte. Sind die nichtkanonischen Nukleoside in der RNA z. B. Überbleibsel einer frühen RNA-Welt oder wurden sie erst später entwickelt um es dem Leben zu ermöglichen einen höheren Level an Komplexität zu erreichen? Das übergreifende Ziel im SFB 1309 ist es die chemische Sprache an Biomolekülen zu verstehen und Moleküle zu entwickeln mit denen diese Informationsebene manipuliert werden kann. Damit legen wir die Grundlagen für neue medizinische und diagnostische Entwicklungen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

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Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Ludwig-Maximilians-Universität München
 
 

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