Lead
Ribonucleinsäuren (RNA) sind essentiell für jedes Lebewesen. Regulatorische RNAs z.B. kontrollieren in einer lebenden Zelle Proteinexpression, deren Transport, oder auch den Lebenszyklus einer Zelle, indem sie die Transkription und/oder Translation entsprechender Gensequenzen regulieren. Die Faltung, Struktur, und Aktivität einer RNA hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, wie Metallionen und assoziierte Proteine. Riboschalter (riboswitch) können z.B. metallbasierte Metabolite wie Adenosylcobalamin (Coenzym B12) oder der Molybdenkofaktor (Moco) spezifisch binden und eine Änderung der dreidimensionalen Struktur als Mittel der Regulation einsetzen. Dieser Prozess ist äusserst empfindlich auf Änderungen in der Konzentration und Art der Metallionen, welche in einer Zelle vorhanden sind.

Lay summary

Das Ziel dieses Projektes ist es, die metallionenkontrollierte Struktur-Funktion-Beziehung von vier wichtigen RNAs aufzuschlüsseln und zu verstehen: (i) den bakteriellen Moco Riboschalter, (ii) einer oncogenen, in Tumorentstehung involvierte RNA G-Quadruplex, sowie zweier katalytisch aktiver RNAs, (iii) dem CPEB3 Ribozym, das einzige, das in Säugetieren bekannt ist und (iv) einem selbst-spleissenden Gruppe II Intron, welches als Vorläufer des grössten Teils des menschlichen Genoms gilt.

Durch eine einzigartige Kombination biochemischer und molekularbiologischer Methoden mit klassischer Koordinationschemie, sowie biomolekularer NMR- und Einzelmolekülspektroskopie können wir solche komplexen RNA Systeme detailliert in Bezug auf Struktur, Bindungs- und Faltungsgleichgewichte, sowie Dynamik untersuchen und verstehen. Angesiedelt in der klassischen Bioanorganischen Chemie, hat dieses Projekt auch einen grossen Einfluss auf die RNA Biochemie, die Strukturbiologie, sowie die Medizinische Chemie.