Forschungsaufenthalt am NMR-Zentrum in Ljubljana, Slowenien

Antragstellende: Tabea Lenz
Fachbereich, Studienrichtung: FB 12, Promotion Chemie

Unterstützt durch den Santander Mobilitätsfonds der WWU Münster war es mir im Rahmen meiner Doktorarbeit in der bioanorganischen Chemie möglich, ein zweiwöchiges Forschungsprojekt am Slowenischen NMR-Zentrum in Ljubljana durchzuführen.

Der Forschungsaufenthalt diente der NMR-spektroskopischen Untersuchung der Interaktion von Nukleinsäuren mit Metallionen. Hierfür wurde die Dickerson-Drew Dodecamer Sequenz ausgewählt, da diese NMR-spektroskopisch bereits charakterisiert ist. Durch Zugabe von Silberionen und anschließenden NMR-Experimenten sollten die Bindungsstellen der Silberionen in dem DNA-Strang untersucht werden.

In den zwei Wochen wurden verschiedene DNA-Proben vorbereitet und mit Silberionen titriert. Ausgewählte Titrationsschritte wurde mit komplexeren, zeitintensiven 2D-NMR-Experimenten wiederholt, um detaillierte Informationen über die Bindungsstellen zu erhalten. Hierbei wurde ebenfalls der Einfluss der Temperatur untersucht, indem Spektren bei höheren Temperaturen aufgenommen wurden. Bei einem hohen Überschuss an Silberionen bilden sich Strukturen, die NMR-spektroskopisch nicht messbar sind, was sich durch einen Intensitätsverlust der Signale äußert. Des Weiteren sind diese Strukturen reversibel ineinander überführbar. Dies konnte gezeigt werden, indem die Silberionen durch Zugabe von Chloridionen als Silberchlorid gefällt wurden und so dem System entzogen wurden. Dies deutet darauf hin, dass die Silberionen nicht stark von dem DNA-Strang koordiniert werden.

Neben der Durchführung der experimentellen Methodiken und der Handhabung von biologischen Proben konnte ich einen Einblick in die Herangehensweise von NMR-spektroskopischer Strukturaufklärung von Biomolekülen erhalten. Welche Fragestellungen sich mit welchen Experimenten erörtern lassen, war für mich neu und spannend zu sehen. Gleichzeitig habe ich bei der Auswertung der Spektren und Interpretation der Ergebnisse nicht nur mehr über die Chemie der Nukleinsäuren erfahren, sondern auch ein tieferes Verständnis von NMR-spektroskopischer Strukturaufklärung erhalten. Beispielsweise lassen sich die Signale eines DNA-Strangs über den sogenannten Sequential Walk zuordnen. Hierbei werden die Signale entlang der DNA-Sequenz identifiziert, sodass ein Einblick in den chemischen Aufbau und die geometrischen Parameter erhalten wird.

Die Auswertung und die finale Interpretation der Ergebnisse werden in Münster beendet, da die die Menge und Komplexität der Daten den zeitlichen Rahmen von zwei Wochen übertreffen. Dafür wird weiterhin ein enger Austausch mit den Expert*innen des NMR-Zentrums in Ljubljana bestehen. Durch einen Vortrag im hiesigen Arbeitsgruppenseminar werden mein erlerntes Verständnis von NMR-spektroskopischer Strukturaufklärung sowie die erarbeiteten Ergebnisse an meine Arbeitsgruppe weitergegeben. Darüber hinaus sollen die Ergebnisse in Form einer Publikation oder Konferenzbeitrags für weitere Forscher*innen zugänglich gemacht werden.

Meine Zeit in Ljubljana habe ich sehr genossen und sie ist für mich ein sehr gutes Beispiel dafür, wie spannend die internationale Zusammenarbeit und wie wertvoll der wissenschaftliche Diskurs mit Expert*innen aus unterschiedlichen Fachgebieten sind. Meinen persönlichen Erfahrungsschatz haben diese zwei Wochen enorm erweitert, insbesondere durch den Austausch mit den Menschen vor Ort. Daher kann ich die Erfahrung eines Forschungsaufenthaltes, gerade im Ausland, nur wärmstens empfehlen und jede*n dazu ermutigen.