Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erste Computersimulation der Struktur von RNA-Molekülen

11.02.2008
Lange Zeit galten Ribonukleinsäuren (RNA) lediglich als Boten, die im Zellkern genetischen Informationen übertragen.

Erst in den letzten Jahren ist die vielfältige biologische Bedeutung der kleinen RNA-Fragmente erkannt worden: Sie leisten wichtige regulatorische und katalytische Funktionen in der Zelle. Was die Wissenschaft bislang nur im Experiment untersuchen konnten hat jetzt der Dr. Dietmar Paschek, Chemiker der Technischen Universität Dortmund, gemeinsam mit seinem amerikanischen Kollegen Prof. Angel Garcia erstmals im Computer simuliert. Durch diese neuartige Methode ist es jetzt möglich, den nur eine Mikrosekunde dauernden komplexen Prozess der Faltung eines RNA-Moleküls in detaillierten Einzelschritten mit atomarer Auflösung zu betrachten.

Ein handelsüblicher Computer müsste 35 Jahre rechnen, um diesen aufwändige Prozess simulieren zu können. Daher hat Paschek auch die Kooperation mit seinem Kollegen dem Rensselaer Polytechnic Institute in Troy im Staat New York (USA) gesucht, denn dieses besitzt gegenwärtig den weltweit größten universitätsbasierten Computercluster. Die Computersimulation, die nur Dank der Hilfe der in Dortmund entwickelten Parallel-Programme möglich war, konnte zusätzlich auch die Molekülumgebung, also das Lösungsmittel Wasser, vollständig realistisch wiedergeben.

Insgesamt bietet dieses Verfahren somit die Möglichkeit, ein RNA Molekül in allen Dimensionen in seiner natürlichen Umgebung zu betrachten, hierdurch werden wichtige Erkentnisse über die Funktionen und Reaktionsweisen der verschiedenen RNA-Typen in der Zelle möglich. Ein Beispiel zeigt, welches Potential die RNA haben. So ist es mit ihrer Hilfe möglich, gezielt einzelne Gene in Laborversuchen auszuschalten. Für diese Entdeckung, von der sich Wissenschaft neue Therapiemöglichkeiten bei der Bekämpfung von Krankheiten erhofft, erhielten die beiden US-Wissenschaftler Andrew Z. Fire und Craig C. Mello bereits 2006 den Nobelpreis für Medizin.

... mehr zu:
»RNA »RNA-Molekül

Ist die Simulation von Paschek und Garcia, die eine Basis für die Erforschung und Weiterentwicklung dieser und weiterer Möglichkeiten der RNA-Nutzung bilden könnte, zur Zeit noch eine singuläre Pionierarbeit, so könnte sie angesichts weiter exponentiell steigender Computerleistungen in wenigen Jahren Routine sein. Die Anerkennung im Kollegenkreis ist beiden dagegen schon jetzt gesichert. In der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society stellen die beiden Wissenschaftler ihre Methode vor. Zusätzlich wurde Dietmar Paschek eingeladen, auf der diesjährigen Frühjahrstagung der American Chemical Society im Rahmen eines Plenarvortrages über die neuartige Simulation zu berichten.

Weitere Informationen:
dietmar.paschek@uni-dortmund.de

Ole Lünnemann | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-dortmund.de/

Weitere Berichte zu: RNA RNA-Molekül

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen
12.12.2017 | Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

nachricht Undercover im Kampf gegen Tuberkulose
12.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik