RNAmod - RNA Strukturen und das Epitranskriptom

Ungefähr 150 in einer Million Basen in unserem Genom ändern ihre Identität nachdem sie in Boten-RNA überschrieben wurden. Diesen Prozess nennt man RNA editing. Tritt editing in jenen Genen auf, die für Proteine kodieren, so werden die Aminosäuresequenzen dieser Proteine verändert, was wiederum zu Änderungen in der Funktion der Protein führt. Editing ist essentiell für uns Menschen und kann bei Störungen zu Erkrankungen führen. In diesem Projekt werde ich die dem Editing zugrunde liegenden Mechanismen studieren, im Besonderen das sogenannte A-to-I Editing. In diesem Prozess bindet ein Enzym namens ADAR an seine Bindestellen in der Boten-RNA nur dann, wenn diese spezielle Strukturen annehmen. In diesem Forschungsprojekt werde ich genau diese Strukturen untersuchen, den Prozess ihrer Faltung mittels Computersimulationen modellieren und ihre evolutionäre Konservierung analysieren. Ausgehen von RNA Editing plane ich weitere sogenannte RNA Modifikationen zu untersuchen und ihre Auswirkungen auf den Genetischen Code sowie das Faltungsverhalten der sie enthaltenden RNAs zu studieren. Dazu werde ich die DNA vieler Wirbeltieren nach verwandten Editing Sites durchsuchen, ausgehend von bekannten Sites in Mensch und Maus. Mittels spezieller Computerprogramme werde ich die relevanten Strukturen in der Boten-RNA berechnen. Der faszinierende neue Aspekt an diesem Projekt ist, dass ich den Faltungsprozesse der Entstehung dieser Strukturen genau im zeitlichen Ablauf untersuchen werde. Weiters plane ich auch alternativen Strukturen zu beschreiben, die mit dem Editing Prozess in Konkurrenz treten können und welche Wege die Natur gefunden hat, um genau dieses zu verhindern.

Hintergrund: Ungefähr 150 in einer Million Basen in unserem Genom ändern ihre Identität nachdem sie in Boten-RNA (mRNA) überschrieben wurden. Diesen Prozess nennt man RNA editing. Tritt editing in jenen Genen auf, die für Proteine kodieren, so werden die Aminosäuresequenzen dieser Proteine verändert, was wiederum zu Änderungen in der Funktion der Protein führt. Editing ist essentiell für uns Menschen und kann bei Störungen zu Erkrankungen führen. Bioitechnologisch findet RNA modifikation Anwendung bei mRNA Impfstoffen. Ziel: In diesem Projekt untersuchten wir die dem Editing zugrunde liegenden Mechanismen, im Besonderen das sogenannte A-to-I Editing. In diesem Prozess bindet ein Enzym namens ADAR an seine Bindestellen in der Boten-RNA nur dann, wenn diese spezielle Strukturen annehmen. Im Focus diesem Forschungsprojekt standen genau diese Strukturen, die Modellierung des Prozesses ihrer Faltung mittels Computersimulationen und die Analyse der evolutionäre Konservierung. Ausgehen von RNA Editing untersuchten wir weitere sogenannte RNA Modifikationen und studierten ihre Auswirkungen auf den Genetischen Code sowie das Faltungsverhalten der sie enthaltenden RNAs. Ergebnisse: Mit Hilfe vergleichender DNA Analyse von Wirbeltiergenomen gelang es uns, evolutionär konservierte Editing Sites zu identifizieren, ausgehend von bekannten Sites in Mensch und Maus. Mittels spezieller Computerprogramme wurden die relevanten Strukturen in der Boten-RNA berechnen. Der faszinierende neue Aspekt an diesem Projekt ist, dass wir die Faltungsprozesse der Entstehung dieser Strukturen genau charakteriziern konnten und wichtige Signale gefunden haben, die diesen wichtigen Prozess regulieren. In Zusammenarbeit mit einer anderen wiener Forschungsgruppe konnten wir den Einflauss von RNA editing in einem Mausmodell fuer Darmentzuendung zeigen. https://doi.org/10.1101/2025.03.25.643676