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Erfolgreiches RNA-Editing mit humanen ADAR


Kurzfassung

Wir haben erstmals genetisch kodierbare trans-agierende guide-RNAs entwickelt, die es möglich machen, die Aktivität von ADAR2-Enzymen gezielt auf ausgewählte Punktmutation in mRNA-Molekülen zu adressieren.

Ausgangspunkt für diese Konstruktion von guide-RNAs ist die so genannte R/G-hairpin-Struktur im GluR2-Transkript. An der R/G-Stelle des nativen Transkripts faltet sich eine cis-ständige Intronsequenz zurück zum Exon. Der entstehende Loop in der RNA-Struktur rekrutiert ADAR2 über doppelsträngige RNA (dsRNA) Bindungs-Domänen.

Erste in vitro-Daten demonstrieren Proof of Concept. Die neue Technik bietet Chancen auf neue Therapien vor allem monogenetischer Erkrankungen in der Medizin.

 

 

 

 

 

 

 


Hintergrund

"Adenosine deaminases that act on RNA" (ADAR) sind eine Klasse von Enzymen, die die Konversion von Adenosin in Inosin in RNA-Molekülen während der Translation katalysieren. Da Inosin als Guanosin ausgelesen wird, führt die ADAR-Aktivität formal gesehen letztendlich zur Einführung von A- nach G-Punktmutationen.

In der Vergangenheit wurden mehrere Ansätze erforscht, ADAR-Enzyme gegen Punktmutationen in mRNAs einzusetzen. Ein Proof of Concept über die erfolgreiche "Reparatur" einer krankheitsauslösenden Punktmutation in einem essentiellen Gen steht nach unserer Kenntnis hingegen nach wie vor aus.


Bilder & Videos


Problemstellung

Ein Einsatz der ADAR-Technologie ist prinzipiell schon vor einigen Jahren von uns beschrieben worden. Es handelt sich dabei um die Applikation von chemisch modifizierten ADAR-Enzymen, die so genannte SNAP-Tag-Technologie1. Ein besser einsetzbarer Ansatz für zukünftige Therapeutika ist es aber, die nativ im Organismus, in Geweben oder auch einzelnen Zellen vorhandene ADAR-Aktivität direkt durch die Applikation von guide-RNA zu adressieren.


Lösung

Wir haben die so genannte R/G-site im GluR2-Transkript zwischen den zwei Guanosinen fünf und sechs geschnitten, die sich unterhalb ("downstream") der Stelle befinden, die editiert werden soll. Die komplementäre RNA-Sequenz, die an die targeting-Region eines angesteuerten mRNA-Strangs binden soll, kann hier an das 3'-Ende des verkürzten Stem-Loops der RNA angeheftet werden.

Wir haben ein Proof of Concept etabliert, indem wir die Funktionalität einer aufgrund eines fehlerhaften Stop-Codons vorzeitig in der Translation abbrechenden mRNA des Gens PINK1 wiederhergestellt haben2.

 

 


Vorteile

- Adressieren von Krankheits-verursachenden Punktmutationen auf Ebene der mRNA könnte selektiver und reversibler sein verglichen mit entsprechenden Eingriffen auf Ebene der DNA

- Einsatz allein von guide-RNAs anstelle chemisch ungleich komplexerer so genannter SNAP-Tag-Konstrukte bietet die Möglichkeit der transgenen Expression solcher "Therapeutika"

 

 


Anwendungsbereiche

- Anwendungsgebiet in Human- und Veterinärmedizin

- Schwerpunkt auf monogenetischen Krankheiten

 

 


Service

Lizenz oder Verkauf zur gewerblichen Nutzung

Entwicklungskooperation


Eberhard Karls Universität Tübingen

Dr. Rolf Hecker
+49 (0)7071-2972639
r.hecker@uni-tuebingen.de
www.technologietransfer.uni-tuebingen.de
Adresse
Keplerstraße 2
72074 Tübingen



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 10 2015 012 522 erteilt
  • PCT anhängig

Stichworte

ADAR, Enzyme, Adenosin, Inosine, ADAR2 GluR2-Transkripts, RNA-Editierung, Adenosindesaminasen

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TechnologieAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr