Entschlüsselung des 5ꞌ-Kappen-Epitranskriptoms durch Nanoporen-Sequenzierung mittels chemo-enzymatischer Modifikation (DeCapNanoChem)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Christoph Dieterich; Professorin Dr. Andrea Rentmeister
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556609629

Modifikationen spielen entscheidende Rollen im komplexen Leben eines RNA-Moleküls. Insbesondere ist das Spektrum an mRNA-Modifikationen komplexer als ursprünglich gedacht. Es gibt viele Hinweise darauf, dass dies auch für die 5′-Kappe zusammen mit dem Transkriptionsstartnukleotid gilt, die in ihrem Methylierungsmuster erheblich variieren können. Es ist daher wichtig, besser zu verstehen, welche Rolle der Kappenmethylierungsstatus für das einzelne Transkripte spielt. Neue Sequenzierungstechnologien der dritten Generation, wie z.B. ONT Nanopore, können RNA, DNA oder cDNA direkt ablesen. Jedoch bestehen weiterhin aktuelle Herausforderungen bei der Sequenzierung und Datenanalyse der 5′-Enden von mRNAs mit diesen Technologien. Unserer Kenntnis nach gibt es keine mRNA-Sequenziermethode für das gesamte Molekül, die den Typ der mRNA-Kappe im Detail erfasst. In diesem Projekt schlagen wir vor, eine chemo-enzymatische Modifikation an der 5′-Kappe vorzunehmen, um ein ganzes Oligonukleotid kovalent anzuhängen. Die zentrale Idee besteht darin, das 5′-Ende ausreichend zu verlängern, damit es auf der Nanopore genau gemessen werden kann, bevor das Motorprotein abfällt. Das Projekt erfordert die Entwicklung chemisch-biologischer und bioinformatischer Methoden, um die 5′-Enden einzelner mRNA-Moleküle zu erfassen, zu sequenzieren und zu analysieren. Indem wir das ursprüngliche 5′-Ende für die Nanopore-Sequenzierung zugänglich machen, zielen wir darauf ab, zwischen verschiedenen Arten von 5′-Kappen durch direkte Sequenzierung auf Einzelmolekülebene zu unterscheiden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen