Vorhersage von Ausrutschern des Ribosoms
Thermodynamisches Modell zur Untersuchung von Verschiebungen des Leserasters
PRF bewirkt, dass das Ribosom während der Translation "rutscht" und den Leserahmen so ändert, dass ein anderes Protein produziert wird. PRF wird beispielsweise von Viren benutzt, die mit einer sehr begrenzten Anzahl an Boten-RNAs verschiedene Proteine herstellen müssen, um sich zu vermehren. „Dies ist kein zufälliges Ereignis, sondern wird durch externe Faktoren bestimmt. Bestimmte größere Motive, die einen PRF begünstigen, waren bereits bekannt. In dieser Studie beschreiben wir erstmals die Rolle einzelner RNA-Bausteine, sogenannter Basen“, sagt Prof. Neva Caliskan, Leiterin der Forschungsgruppe „Mechanismen des RNA-Recodings bei Infektionen“ am HIRI. Bei PRF kommt es teilweise zu Fehlpaarungen der Basen am Ribosom, wodurch Energie freigesetzt wird. Auf Basis der freien Energie entwickelten die Forscher ein thermodynamisches Modell, um die Effizienz der PRF entlang der Boten-RNA zu berechnen und vorherzusagen. Ihre Studie liefert signifikante Hinweise darauf, dass PRF ein thermodynamisch kontrollierter Prozess in der Zelle ist. „Jetzt haben wir ein Werkzeug, um das Erbgut nach möglichen Positionen für PRF zu durchsuchen. Darüber hinaus wird uns der Einblick in die thermodynamische Regulation der PRF helfen, bessere RNA-basierte Therapien zur Bekämpfung von Krankheitserregern zu entwickeln“, sagt Caliskan.
Originalveröffentlichung
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Originalveröffentlichung
Lars V. Bock*, Neva Caliskan*, Natalia Korniy, Frank Peske, Marina V. Rodnina, Helmut Grubmüller; "Thermodynamic control of −1 programmed ribosomal frameshifting"; Nature Communications, 2019 (*co-first authorship)
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