Charakterisierung der Struktur und Dynamik einzelner RNA Moleküle durch Nanoporen

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RNA (engl. ribonucleic acid) Moleküle sind mehr als die blosse Abschrift von Erbinformation, da sie auch wichtige strukturelle und funktionelle Aufgaben in verschiedenen molekularen Maschinen haben. Um besser zu verstehen, wie RNA chemische Reaktionen katalysiert oder biologische Prozesse reguliert, muss man zunächst die mechanischen Eigenschaften einzelner RNA Moleküle sowie die zugrunde liegenden Struktur-Funktionsbeziehungen untersuchen. Im Rahmen dieses Projekts soll ein neuer Ansatz entwickelt werden, um Struktur und Dynamik von RNA sowie deren Beeinflussung durch mechanische Kraft zu bestimmen. Die zu entwickelnde Methode beruht darauf, dass einzelne RNA Moleküle mit Hilfe kraftmessender optischer Pinzetten (laser tweezers) durch Siliciumnitrid (SiN) Nanoporen hindurch gezogen werden. Durch das Messen der Kraft, die benötigt wird, um ein RNA Molekül durch die Nanoporen zu ziehen, erhält man Informationen über die Thermodynamik und Größe der einzelnen RNA Domänen, Art und Position von tertiären Bindungsstellen und Bindungsenergien zwischen RNA und hinzugefügten Proteinen, Ionen, Molekülen und Medikamenten. Dieses Verfahren könnte eine zügige Charakterisierung des RNA-Repertoires von ganzen Mikroben ermöglichen.