Die Chemikerin Claudia Höbartner hat sich bereits in ihrer Dissertation an der Universität Innsbruck mit den Nukleinsäuren beschäftigt. Seitdem ist sie fasziniert von der Vielfalt der Funktionen, die DNA und RNA in der Natur ausüben. Diese Funktionen will sie für die Forschung nutzbar machen – etwa indem sie molekulare Werkzeuge synthetisiert, die sich an der Schnittstelle zwischen Chemie und Biologie einsetzen lassen.
„Wir synthetisieren chemisch veränderte DNA und RNA, wir entwickeln Katalysatoren aus DNA und RNA und wir erforschen deren Funktionen und Anwendungsmöglichkeiten“, so fasst sie die Schwerpunkte ihrer Arbeit zusammen.
Ein besonderer Erfolg gelang ihrem Team 2016: Gemeinsam mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen publizierte sie erstmals die räumliche Struktur eines DNA-Enzyms bis ins atomare Detail. Damit war bewiesen, dass auch DNA sich zu komplexen dreidimensionalen Formen faltet, um katalytisch aktiv zu sein.
RNA-Forschung mit ERC Grant
Professorin Claudia Höbartner. © Robert EmmerichMit RNA-Enzymen befasst sich Claudia Höbartner ebenfalls – unter anderem in einem Projekt, für das der Europäische Forschungsrat ihr einen „ERC Consolidator Grant“ über zwei Millionen Euro bewilligt hat. Das Ziel ist es, fluoreszierende RNA-Enzyme zu entwickeln, die man in lebenden Zellen einsetzen kann und deren Aktivität dann über Fluoreszenzsignale „live“ sichtbar wird.
„Dabei wollen wir erreichen, dass die Fluoreszenz erst dann angeschaltet wird, wenn die Enzyme arbeiten“, erklärt die Professorin. Eine Hürde auf dem Weg dorthin hat ihr Team erst in jüngerer Zeit beseitigt. Nach dem Bestücken eines RNA-Moleküls mit einem fluoreszierenden Baustein stellten die Forscher fest, dass ihr Konstrukt in einem Zellextrakt nicht lange beständig bleibt: Ein zelluläres Enzym löste den angehängten Baustein schnell wieder ab. Durch Variationen am Fluoreszenzstoff gelang es aber, die Aktion des Enzyms zu unterbinden.
In der Natur liegen RNA-Moleküle oft nicht „nackt“ vor, sondern tragen verschiedene Anhängsel. Hunderte solcher Modifikationen sind bekannt, etwa Methylierungen. Dass diese auch auf messenger-RNA (mRNA) vorkommen, ist aber eine relativ neue Erkenntnis. „Welche Funktion diese Modifikationen in mRNA haben, wissen wir bislang nicht, darüber wird zurzeit intensiv geforscht“, erklärt Höbartner. Das geschieht unter anderem in einem Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft, an dem die Professorin beteiligt ist.
