Eine Kaskadenreaktion für mRNA

Hand in Hand geht es einfacher. Dieses Prinzip hat jetzt Biochemiker Fabian Muttach aus der Arbeitsgruppe von Prof. Andrea Rentmeister am Institut für Biochemie der Westfälischen Wilhelms-Universität auf sogenannte RNA-Methyltransferasen angewandt. Das sind Enzyme, die entscheidend sind für den Schutz und die weitere Verarbeitung von mRNA, also von Boten-RNA.

Der Biochemiker Fabian Muttach hat eine Replik, ein sogenanntes Analogon, des Cosubstrats S-Adenosylmethionin (AdoMet) hergestellt. Das Besondere an Fabian Muttachs Analoga: mRNAs lassen sich mithilfe dieser AdoMet-Analoga und RNA-Methyltransferasen markieren. Mittels nachfolgender Klick-Chemie lassen sich die Funktionen von mRNA gezielt verändern. Chemiker können also ganz einfach weitere Funktionen hinzufügen.

Der Charme des Ansatzes liegt darin, dass man solche zusätzlichen Funktionen auch in der Zelle einsetzen kann. Ganz so einfach ist das allerdings nicht. Denn bisher gab es eine ganz wesentliche Einschränkung: AdoMet-Analoga sind in wässriger Lösung normalerweise instabil und dringen nicht in Zellen ein.

Doktorand Fabian Muttach hat nun eine elegante Lösung für dieses Problem gefunden. Er hat sich den Biosyntheseweg von AdoMet angeschaut und festgestellt, dass ein bestimmtes Enzym, Methionin-Adenosyltransferase (MAT), dafür zuständig ist, dass überhaupt AdoMet aus den ursprünglichen Bausteinen ATP und Methionin entsteht. Fabian Muttach hat nun eine MAT-Variante mit einer vergrößerten sogenannten Bindungstasche dazu genutzt, AdoMet-Analoga zu synthetisieren. Der Vorteil: Diese Analoga werden von einer RNA-Methyltransferase-Variante erkannt und ermöglichen so Hand in Hand, also in einem Ansatz, die direkte Modifikation von  mRNA in einer Kaskadenreaktion. Dieses System funktioniert prinzipiell auch in Zellen. Fabian Muttach konnte in seiner Arbeit ebenfalls zeigen, dass weitere Klick-Reaktionen der so modifizierten mRNA möglich sind. Seine Arbeiten wurden in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht.