Neuer SFB/Transregio in Mainz, Heidelberg und Dresden erforscht Zusammenspiel von RNA-Modifikationen und Prozessierung

DFG bewilligt SFB/Transregio 319 "RMaP: RNA Modifikation und Prozessierung" / Neue Werkzeuge ermöglichen tieferen Einblick in RNA-Abläufe

25.05.2021

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ab dem 1. Juli 2021 einen neuen Sonderforschungsbereich/Transregio, der sich mit Modifikationen und der Prozessierung von RNA befasst. Damit genehmigt die DFG den gemeinsamen Antrag der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) als Sprecherhochschule und der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg und stellt für die kommenden vier Jahre rund 9 Millionen Euro bereit. An dem SFB/Transregio 319 "RMaP: RNA Modifikation und Prozessierung" sind außerdem das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) und die TU Dresden beteiligt. Bei den Forschungsarbeiten soll das Zusammenspiel von Modifikationen und Prozessierung erforscht werden. Die beteiligten Partner erhoffen sich dadurch neue Erkenntnisse darüber, wie unser Körper Proteine herstellt.

RNA-Modifikationen geraten wieder zunehmend ins Blickfeld der RNA-Forschung

Ribonukleinsäure oder RNA ist in unseren Zellen für den Transport der Erbinformation und die Umsetzung in Proteine zuständig. Im Gegensatz zur DNA als Träger der Erbsubstanz liegt RNA meistens in Form eines Einzelstrangs vor. Seit Beginn der Corona-Pandemie ist RNA aber insbesondere als die Erbsubstanz von Viren einer breiten Öffentlichkeit bekannt geworden und in Verbindung damit auch die RNA-Impfstoffe zur Bekämpfung der Atemwegserkrankung Covid-19.

Aber auch die Vergabe des Chemie-Nobelpreises für die Entwicklung der Genschere CRISPR/Cas9 im vergangenen Jahr zeigt die große Bedeutung, die der RNA-Forschung zukommt, denn die Genschere wird durch RNA dirigiert. "Die RNA-Wissenschaft hat im Laufe der letzten Jahrzehnte immer wieder bahnbrechende Entdeckungen hervorgebracht", so Prof. Dr. Mark Helm, Sprecher des neuen SFB/Transregio vom Institut für Pharmazeutische und Biomedizinische Wissenschaften der JGU. Viele der herausragenden Erkenntnisse der vergangenen 50 Jahre betrafen allerdings fast ausschließlich das Feld der RNA-Prozessierung, beispielsweise das Spleißen oder den RNA-Zerfall. "Aber in letzter Zeit erleben wir eine Art Renaissance bei der Betrachtung von RNA-Modifikationen, die als wichtige, zusätzliche regulatorische Ebene der Genexpression in Frage kommen", ergänzt Helm.

RNA-Modifikationen bezeichnen Veränderungen in der chemischen Struktur der Nukleotide, also der RNA-Bausteine. Prof. Dr. Mark Helm vergleicht diese kleineren, biochemischen Veränderungen mit Umlauten, die das Alphabet erweitern. Beispielsweise beeinflussen Modifikationen bei den RNA-Impfstoffen die Stabilität der Vakzine, was bei Lagerung und Kühlung vorteilhaft sein kann. Bis vor einigen Jahren waren Modifikationen allerdings mit den Standardtechniken der Molekularbiologie kaum zu entdecken. Dementsprechend wurde auch das Zusammenspiel zwischen RNA-Prozessierung und RNA-Modifikationen nur wenig untersucht. Diese Lücke will der neue SFB/Transregio schließen. "Wir verfügen jetzt über die Werkzeuge, um ein besseres Verständnis davon zu gewinnen, wie Modifikation und Prozessierung die RNA-Reifung insgesamt bestimmen", erklärt der Wissenschaftler.

DFG-Schwerpunktprogramm liefert wichtige Vorarbeiten für SFB/Transregio

Ziel des Konsortiums ist es, ein tieferes, integratives Verständnis dieser Prozesse zu erlangen. Die beteiligten Partner aus Mainz, Heidelberg und Dresden können sich dabei auf Vorarbeiten stützen, die zum Teil im DFG-Schwerpunktprogramm "Chemische Biologie natürlicher Nukleinsäuremodifikationen" seit 2015 erarbeitet wurden. Sprecher ist ebenfalls Prof. Dr. Mark Helm. Außerdem bestehen inhaltlich enge Verbindungen mit den Forschungsarbeiten im SFB 1066 "Nanodimensionale polymere Therapeutika für die Tumortherapie", dessen dritte Förderperiode ebenfalls genehmigt wurde. Die Aufgabe besteht hier in der Entwicklung neuer Wirkstoffträger zur Immuntherapie des malignen Melanoms. Sprecher des SFB 1066 ist Prof. Dr. Stephan Grabbe von der Hautklinik der Universitätsmedizin der JGU.

Bei dem neuen SFB/Transregio 319 handelt sich um den derzeit einzigen SFB bundesweit, der aus der Pharmazie geleitet wird. An der JGU sind daran Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Institut für Pharmazeutische und Biomedizinische Wissenschaften, dem Institut für Molekulare Biologie (IMB) sowie dem Institut für Informatik beteiligt.