LC-ESI-Massenspektrometer zur Analyse von hochmodifizierten RNA- und DNA-Derivaten

• Fachliche Zuordnung: Biologische Chemie und Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503766287

Einer der Forschungsschwerpunkte der Naturwissenschaften an der Goethe-Universität Frankfurt ist die Untersuchung von RNA. Dies beinhaltet sowohl die Regulation der Herstellung von RNA (Transkription) als auch deren weiterer Verarbeitung (z.B. Splicing) und deren Umschreiben (Translation) in Proteine. Von ganz besonderem Interesse ist RNA, die nicht für ein Protein kodiert (non-coding RNA). Die vergangenen 15 Jahre sind gekennzeichnet durch einen enormen Zugewinn an Wissen auf diesen Feldern und nicht zuletzt die Corona-Pandemie hat gezeigt, dass RNA-Derivate therapeutisches Potential haben. Dabei ist es essentiell, RNA-Derivate mit neuen Funktionen herzustellen. Diese sind z.B. stabiler als normale RNA oder beinhalten neue Funktionen. Funktionen können sowohl neue Analysemöglichkeiten in Form von intelligenten Sonden beinhalten – oder aber auch die Möglichkeit RNA ihrerseits durch Signale von außen zu kontrollieren. So ist z.B. die Regulation von RNA durch Licht eines der Alleinstellungsmerkmale an unserem Standort. Gefördert wird diese Forschung aktuell z.B. durch den SFB 902 (Molekulare Prinzipien RNA-Basierter Regulation) oder auch durch das GRK 1986 (Komplexe Kontrolle mit Licht).Für alle diese Projekte ist eine Analyse der künstlich hergestellten Derivate unerlässlich. Der alternativlose Goldstandard ist dabei Massenspektrometrie. Nicht zuletzt durch unsere Beiträge können mittlerweile eine große Vielzahl verschiedenen Modifikationen eingebaut werden und durch neu von uns entwickelte Methoden sind auch chemoenzymatische, festphasen-gestützte Wege möglich, die länger und höher modifizierte Derivate herzustellen erlauben als zuvor. Die Analytik ist sehr komplex und erfordert ein Massenspektrometer speziell nur für diese Aufgabe. Ein Mischen mit der Analytik anderer Substanzklassen hat in der Vergangenheit schwere Nachteile gehabt. Das bisher vorhandene Gerät hat seine Lebensgrenze erreicht. Ein neu anzuschaffendes Gerät soll eine bessere Nachweisgrenze und eine bessere Auflösung haben und insbesondere die Fähigkeit der Fragmentierung und der Fragmentanalyse besitzen (Sequenzierung). Ersteres ist wichtig, da bei längeren und komplizierter modifizierten Proben bisher oft ein erheblicher Anteil der Probe verbraucht worden ist für die Charakterisierung. Letzteres wird es erlauben, genauer die Konstitution der hergestellten Derivate zu analysieren – insbesondere in den Fällen, in denen Oligonucleotide weiteren Reaktionsschritten unterworfen werden oder die Reaktionen stark optimiert werden müssen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: LC-ESI-Massenspektrometer zur Analyse von hochmodifizierten RNA- und DNA-Derivaten
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Leiter: Professor Dr. Alexander Heckel