Danske forskere folder RNA-molekyler til nye vacciner
Covid-19 har været et gennembrud for RNA-vacciner, og et nyt værktøj fra Aarhus Universitet kan være med til at sætte yderligere skub i denne udvikling.
Danske og amerikanske forskere har nemlig udviklet en metode og programmer, der gør det muligt at folde RNA-molekyler efter opskrift.
»Vi har allerede haft henvendelse fra forskere, der udvikler RNA-vacciner, der ønsker at bruges vores programmer,« siger lektor Ebbe Sloth Andersen fra iNano ved Aarhus Universitet.
I 2014 stod han sammen med Paul Rothemund og Cody Geary fra California Institute of Technology i spisen for et forskningsprojekt beskrevet i Science, der udviklede et princip for RNA-origami.
Med dette blev det muligt med en enzymatisk proces at folde RNA-molekyler, som det ønskes.
Herved kan man bygge en slags RNA-stilladser, som andre molekyler kunne binde sig til. Med sådanne stilladser kan man bringe flere bestemte molekyler tæt sammen, så de kan indgå i reaktioner, der danner andre ønskede molekyler.
For syv år siden var størrelsen på RNA-stilladset dog begrænset – omkring 450 nukleotider – og udbyttet af egnede RNA-stilladser var lavt. Så metoden havde sine begrænsninger.
Nu har de samme forskere med Cody Geary, der nu både er adjunkt ved Aarhus Universitet og tilknyttet Caltech, som den drivende kraft i en ny artikel i Nature Chemistry beskrevet metoder til både at øge udbyttet og bygge RNA-stilladserne endnu større – op til ca. 2000 nukleotider. Og så begynder RNA-origami for alvor at blive rigtig interessant.
Kontrolleret foldning af DNA og RNA kaldes for henholdsvis DNA-origami og RNA-origami DNA-origami er oprindelig udviklet på Caltech i 2006, hvor man benytter en opvarmning-afkølingsmetode til at forme DNA i forskellige strukturer, RNA-origami er udviklet af i samarbejde mellem Caltech og Aarhus Universitet i 2014. Her benyttes, at RNA kan foldes direkte under syntesen. Det er ikke muligt med DNA I 2009 kårede Ingeniøren fremstillingen af en nanoboks lavet af DNA med ydre dimensioner på 48, 33 og 34 nanometer og et indre rumfang på 39 zeptoliter, som årets bedste danske forskningsresultat inden for naturvidenskab og teknik. Læs også: Nanoboks er årets forskningsgennembrud Ebbe Sloth Andersen var på dette tidspunkt postdoc i forskningsgruppen ved iNano – det interdisciplinære center for nanoteknologi ved Aarhus Universitet.DNA- og RNA-origami
Cody Geary har også udviklet en række programmer til at beskrive og fremstille RNA-stilladserne, som forskerne har stillet frit til rådighed for alle interesserede.
Helt generelt er molekylære stilladser baseret på RNA-molekyler velegnede til at organisere biologiske processer og i forbindelse med biologisk produktion af forskellige kemikalier, men udvikling af RNA-vacciner er helt naturligt et af de områder, som er meget interessant for tiden.
Ebbe Sloth Andersen fortæller, at hans forskningsgruppe på Aarhus Univerisitet arbejder med en række konkrete anvendelser af RNA-stilladserne inden for bioteknologi.
»Til dette formål udvikler vi RNA-origami som biosensorer til at detektere metabolitter i celler, som stilladser til transkriptionsfaktorer til regulering af genekspression og som stilladser til enzymer for at styre metabolisk produktion,« forklarer han.
