Modeling and simulation of RNA degradation with particular consideration of RNA secondary structure and gene expression

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Die rasch voranschreitenden Entwicklungen auf den Gebieten der Bioanalytik (zunehmend effiziente Verfahren der DNA-Sequenzierung) und Bioinformatik (exponentielles Wachstum von Datenbanken mit molekularbiologischen Kenndaten des Genoms, Transkriptoms, Proteoms und Metaboloms) bieten eine immense Datenfülle. Quantität und Qualität der Werkzeuge für die dynamische Modellierung biologischer Systeme können mit dem Tempo der Datenerfassung schon längst nicht mehr Schritt halten. Für eine zukunftsorientierte und zielgerichtete Nutzung dieser Datenbanken im Sinne des Metabolic Engineering soll im geplanten Projekt der lineare Informationsgehalt biologischer Sequenzen für die Beschreibung nichtlinearer zellulärer Vorgänge nutzbar gemacht werden. Hierzu bedarf es des Entwurfes neuer Modellierungswerkzeuge, die die Berücksichtigung der Sequenzdaten in hierfür geeigneten Modellbausteinen der Transkription und Translation ermöglichen. Der Schwerpunkt des beantragten Projekts liegt auf der Modellierung des mRNA-Abbaus in Abhängigkeit der Sekundärstruktur der mRNA und im Verbund mit der Genexpression. Für die Modellbildung sind geeignete reaktionskinetische Ansätze zu entwerfen, die den spezifischen strukturellen Eigenschaften des differentiellen mRNA-Abbaus gerecht werden Die Modelle sollen mit Hilfe von experimentellen Beobachtungen verifiziert werden.