{"id":47765,"date":"2020-11-20T10:49:55","date_gmt":"2020-11-20T09:49:55","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=47765"},"modified":"2020-11-20T11:27:28","modified_gmt":"2020-11-20T10:27:28","slug":"faltung-von-sars-cov2-genom-zeigt-angriffspunkte-fuer-medikamente-auch-vorbereitung-auf-sars-cov3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/faltung-von-sars-cov2-genom-zeigt-angriffspunkte-fuer-medikamente-auch-vorbereitung-auf-sars-cov3\/","title":{"rendered":"Faltung von SARS-CoV2-Genom zeigt Angriffspunkte f\u00fcr Medikamente \u2013 auch Vorbereitung auf \u201eSARS-CoV3\u201c"},"content":{"rendered":"<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/beitragsbild_Figure-1-SL_scheme_lzw.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-47762\" width=\"1000\" height=\"377\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/beitragsbild_Figure-1-SL_scheme_lzw.jpg 1000w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/beitragsbild_Figure-1-SL_scheme_lzw-300x113.jpg 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/beitragsbild_Figure-1-SL_scheme_lzw-768x290.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><figcaption><em>Regulatorische RNA-Elemente des SARS-CoV2-Genoms. Schwarz: Regionen, die nicht f\u00fcr Proteine kodieren (UTR). Orange: Regionen, die f\u00fcr Proteine kodieren (ORF).<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Ein internationaler Forschungsverbund hat erstmals RNA-Faltungsstrukturen des SARS-CoV2-Genoms beobachtet, mit denen das Virus den Infektionsverlauf steuert. Da diese Strukturen bei verschiedenen Beta-Coronaviren sehr \u00e4hnlich sind, legen die Wissenschaftler damit nicht nur die Grundlagen f\u00fcr die gezielte Entwicklung neuartiger Medikamente zur COVID-19-Behandlung, sondern auch f\u00fcr k\u00fcnftige Infektionsgeschehen mit neuen Coronaviren, die sich in der Zukunft entwickeln k\u00f6nnten.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Genau 29.903 Buchstaben lang ist der genetische Code des SARS-CoV2-Virus, aufgereiht in einem langen RNA-Molek\u00fcl. Es beinhaltet die Information zur Herstellung von 27 Proteinen. Dies ist zwar sehr wenig im Vergleich zu den vielleicht 40.000 Proteinsorten, die eine menschliche Zelle herstellen kann. Doch Viren nutzen bekannterma\u00dfen ja den Stoffwechsel ihrer Wirtszellen, um sich selbst zu vermehren. Entscheidend ist f\u00fcr diese Strategie, dass Viren die Bildung der eigenen Proteine pr\u00e4zise steuern k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p>SARS-CoV2 nutzt als Steuerelemente f\u00fcr die Protein-Herstellung r\u00e4umliche Faltungen seines RNA-Erbmolek\u00fcls: \u00dcberwiegend in Bereichen, die nicht f\u00fcr die Viren-Proteine codieren, werden aus dem RNA-Einzelstrang Strukturen mit RNA-Doppelstrang-Abschnitten und \u2013schleifen. Bisher gab es allerdings nur Modelle dieser Faltungen, die sich auf Computeranalysen oder indirekte experimentelle Nachweise st\u00fctzten.<\/p>\n\n\n\n<p>Nun konnte ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Leitung von Chemikern und Biochemikern der Goethe-Universit\u00e4t und der TU Darmstadt die Modelle erstmals experimentell \u00fcberpr\u00fcfen. Beteiligt waren au\u00dferdem Forscher des israelischen Weizmann Institute of Science, des schwedischen Karolinska-Instituts und der Katholischen Universit\u00e4t Valencia.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Forscher konnten die Struktur von insgesamt 15 solcher regulatorischen Elemente bestimmen. Dazu nutzten sie die Kernresonanz- oder NMR-Spektroskopie, bei der die Atome der RNA einem starken Magnetfeld ausgesetzt werden und so etwas \u00fcber ihre r\u00e4umliche Anordnung verraten. Die Ergebnisse dieser Methode glichen sie mit denen aus einem chemischen Verfahren ab (Dimethylsulfat-Footprint), mit dessen Hilfe zwischen RNA-Einzelstrang- und Doppelstrangbereichen unterschieden werden kann.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Koordinator des Konsortiums, Prof. Harald Schwalbe vom Zentrum f\u00fcr Biomolekulare Magnetische Resonanz der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt, erl\u00e4utert: \u201eMit unseren Ergebnissen haben wir eine breite Basis gelegt, um k\u00fcnftig genau zu verstehen, wie SARS-CoV2 das Infektionsgeschehen steuert. Wissenschaftlich war das ein gewaltiger, sehr arbeitsintensiver Kraftakt, den wir nur durch den au\u00dfergew\u00f6hnlichen Einsatz der Teams hier in Frankfurt und Darmstadt gemeinsam mit unseren Partnern im COVID-19-NMR-Konsortium stemmen konnten. Doch es geht direkt weiter: Derzeit untersuchen wir zusammen mit unseren Kooperationspartnern, welche viralen Proteine und welche Proteine der menschlichen Wirtszellen mit den gefalteten regulatorischen Regionen der RNA interagieren, und ob sich daraus Ansatzpunkte f\u00fcr Therapien ergeben k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Weltweit forschen \u00fcber 40 Arbeitsgruppen mit 200 Wissenschaftlern im COVID-19-NMR-Konsortium, in Frankfurt arbeiteten seit Ende M\u00e4rz 2020 45 Doktoranden und Postdocs in zwei Schichten pro Tag an sieben Tagen die Woche mit.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Potenzial der Entdeckungen geht \u00fcber neue Behandlungsoptionen f\u00fcr Infektionen mit SARS-CoV2 hinaus, davon ist Schwalbe \u00fcberzeugt: \u201eDie Steuerungsregionen der viralen RNA, deren Struktur wir untersucht haben, sind zum Beispiel bei SARS-CoV fast identisch und auch bei anderen Beta-Coronaviren sehr \u00e4hnlich. Daher hoffen wir, dass wir einen Beitrag dazu leisten konnten, auf k\u00fcnftige&nbsp;<sub>\u201a<\/sub>SARS-CoV3\u2018-Viren besser vorbereitet zu sein.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Das Zentrum f\u00fcr Biomolekulare Magnetische Resonanz wurde 2002 als Forschungsinfrastruktur der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt gegr\u00fcndet und seitdem vom Land Hessen gef\u00f6rdert.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p style=\"font-size:15px\" class=\"has-background has-very-light-gray-background-color\"><strong>Publikation:&nbsp;<\/strong>Anna Wacker, Julia E. Weigand, Sabine R. Akabayov, Nadide Altincekic, Jasleen Kaur Bains, Elnaz Banijamali, Oliver Binas, Jesus Castillo-Martinez, Erhan Cetiner, Bet\u00fcl Ceylan, Liang-Yuan Chiu, Jesse Davila-Calderon, Karthikeyan Dhamotharan, Elke Duchardt-Ferner, Jan Ferner, Lucio Frydman, Boris F\u00fcrtig, Jos\u00e9 Gallego, J. Tassilo Gr\u00fcn, Carolin Hacker, Christina Haddad, Martin H\u00e4hnke, Martin Hengesbach, Fabian Hiller, Katharina F. Hohmann, Daniel Hymon, Vanessa de Jesus, Henry Jonker, Heiko Keller, Bozana Knezic, Tom Landgraf, Frank L\u00f6hr, Le Luo, Klara R. Mertinkus, Christina Muhs, Mihajlo Novakovic, Andreas Oxenfarth, Martina Palomino-Sch\u00e4tzlein, Katja Petzold, Stephen A. Peter, Dennis J. Pyper, Nusrat S. Qureshi, Magdalena Riad, Christian Richter, Krishna Saxena, Tatjana Schamber, Tali Scherf, Judith Schlagnitweit, Andreas Schlundt, Robbin Schnieders, Harald Schwalbe, Alvaro Simba-Lahuasi, Sridhar Sreeramulu, Elke Stirnal, Alexey Sudakov, Jan-Niklas Tants, Blanton S. Tolbert, Jennifer V\u00f6gele, Lena Wei\u00df, Julia Wirmer-Bartoschek, Maria A. Wirtz Martin, Jens W\u00f6hnert, Heidi Zetzsche: Secondary structure determination of conserved SARS-CoV-2 RNA elements by NMR spectroscopy.&nbsp;Nucleic Acids Research, 2020,&nbsp;&nbsp;<a href=\"https:\/\/academic.oup.com\/nar\/advance-article\/doi\/10.1093\/nar\/gkaa1013\/5961789\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/academic.oup.com\/nar\/advance-article\/doi\/10.1093\/nar\/gkaa1013\/5961789<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ein internationaler Forschungsverbund hat erstmals RNA-Faltungsstrukturen des SARS-CoV2-Genoms beobachtet, mit denen das Virus den Infektionsverlauf steuert. 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