EqualMESS Gleiche Median-Entropie in strukturierten Synthese

DNA und RNA (Nukleinsäuren) sind die grundlegenden Moleküle des Lebens, und einige der grundlegendsten Elemente der Zellbiologie werden dank der Komplementarität zwischen DNA- oder RNA-Sequenzen ausgeführt. Komplementarität bedeutet, dass eine DNA-Sequenz das Komplement einer anderen ist, d. h. ihre Buchstabenfolge, die aus dem genetischen Alphabet (ACGT oder ACGU für RNA) stammt, entspricht oder ergänzt die andere Sequenz. Wenn die erste Sequenz, das erste DNA- Molekül, mit einem A-Buchstaben beginnt, muss die komplementäre DNA-Sequenz das zweite DNA- Molekül ein T haben. Für jedes C muss das Komplement ein G haben und umgekehrt. Diese Komplementarität wird im Wesentlichen zu einem Lesewerkzeug, mit dem DNA kopiert und RNA und Proteine hergestellt werden, aber es hat sich gezeigt, dass die Struktur und Funktion von DNA und RNA weit über diese einfache Rolle hinausgeht. DNA- und RNA-Moleküle können chemisch so strukturiert sein, dass sie andere Moleküle binden können, die keine Nukleinsäuren sind, ähnlich wie Proteine und Enzyme. Sie können auch chemische Reaktionen durchführen. Diese Familie von Nukleinsäuren wird als Aptamere bezeichnet. Sie bestehen weiterhin aus ACGT-Sequenzen, aber sie bilden dreidimensionale Strukturen, die es ihnen ermöglichen, ein Zielmolekül zu erkennen und zu binden. Sie haben ein enormes Potenzial in der Diagnostik und Medizin. Sie sind viel einfacher und kostengünstiger zu synthetisieren als Proteine, wesentlich stabiler und leichter modifizierbar, was ihnen den Beinamen chemische Antikörper eingebracht hat. Der experimentelle Prozess, durch den Aptamere entdeckt werden, wird als SELEX bezeichnet. Vereinfacht gesagt, werden bei diesem Prozess sehr viele zufällige DNA-Sequenzen genommen und diesem Pool das Zielmolekül hinzugefügt. Durch einen sorgfältigen Auswahlprozess werden nur die besten DNA-Sequenzen, also diejenigen, die das Zielmolekül mit der höchsten Bindungsstärke binden, beibehalten. SELEX war eine Revolution, aber die Technik leidet unter starken Einschränkungen, wie einer geringen Erfolgsquote, umständlichen Methoden zur Sequenzidentifizierung und ist auf DNA und RNA beschränkt, wobei wenig Spielraum für chemische Modifikationen besteht. In diesem Projekt, das wir EqualMESS genannt haben, wollen wir eine Alternative zu SELEX für die Identifizierung von Aptameren entwickeln. Wir würden Bibliotheken von Nukleinsäuren, DNA, RNA oder jeder Art von chemisch modifizierten Varianten mithilfe eines Verfahrens namens Microarray- Fotolithografie aufbauen. Durch die Anpassung des Syntheseverfahrens selbst wollen wir die Größe der Bibliothek massiv erhöhen und einen einzigen Bindungsassay durchführen, um sofort eine Familie potenzieller Aptamere zu identifizieren. Wir glauben, dass wir mit EqualMESS in weniger Schritten als mit SELEX neue Aptamere finden können, und zwar mit einer höheren Erfolgsquote und der Möglichkeit, die chemische Struktur nach Belieben zu modifizieren, ohne dass eine Sequenzierung erforderlich ist.