Revolutionerer stofopdagelse med RNA i søgelyset

Stigningen af ​​antibiotikaresistens blandt almindelige infektiøse bakterier er en bekymrende sundhedstrussel, der har mange forskere på udkig efter en løsning. Jennifer Hines, Ph.d., professor i kemi og biokemi ved Ohio University, er en af ​​de få, der søger ribonukleinsyre (RNA) strukturer til opdagelse af nye lægemidler. Hendes forskningsgruppe studerer en nøgleregulator for bakteriel genekspression, der består af RNA, kaldet en riboswitch, det kan være afgørende for at designe nye lægemidler til at dræbe bakterier.

"Ligesom en lyskontakt svirrer du med fingeren og tænder eller slukker lyset, den globale fold af RNA ændres som reaktion på interaktioner med signalmolekylet, "Hines sagde." Min forskergruppe arbejder på at designe små molekyler, der kan forstyrre den centrale RNA -signalmolekylinteraktion for permanent at slukke kontakten og dræbe bakterierne specifikt. "

For at bestemme strukturen af ​​disse potentielle nye antibiotika, Hines 'gruppe tester, hvordan forskellige små molekyler interagerer med RNA -riboswitch. Da Hines skal teste docking af hele biblioteker med små molekyler på riboswitch, hun bruger kraften i Ohio Supercomputer Center's Oakley Cluster til at fremskynde beregningsprocessen. Dette giver hende mulighed for at teste flere RNA -steder mod mange forskellige små molekyler for at identificere den bedste parring.

Mens det udfører en enkelt beregning med et molekyle, kan det tage Hines to minutter på hendes laboratoriecomputer, den samme beregning udføres næsten, så snart hun går ind i den ved hjælp af Oakley Cluster. Hun indser også omkostningsbesparelser ved at bruge MacroModel og Glide delte softwarelicenser via OSC.

"Bundlinie, Jeg har ikke råd til mere end én computer i mit laboratorium til at arbejde med det, "Sagde Hines." Hvis jeg har flere elever med forskellige projekter, de er nødt til at stille op efter hinanden, mens med Ohio Supercomputer Center, de kan alle arbejde på det på samme tid. Det giver flere mennesker mulighed for at undersøge samtidigt, og beregningerne kører bare meget hurtigere. "

Antibiotika er ikke det eneste farmaceutiske område, hvor RNA lover. Traditionelt set betydelige fremskridt inden for opdagelse af lægemidler er sket ved at målrette mod specifikke proteiner eller DNA. RNA findes også i hver levende celle, men tidligere blev overset som et potentielt terapeutisk mål. Fordi det er involveret i næsten enhver biologisk kemisk proces, alligevel har en relativt enkel struktur, det giver et lokkende mål i verden af ​​lægemiddelopdagelse. Hines sagde, at det kun er inden for de seneste år, at RNA er blevet en stor spiller for struktur- og molekylærbiologer, der leder efter nye terapier.

"Det er bare forbløffende, hvad RNA gør i bakterier, hos mennesker og vira, "Sagde Hines." Vi er lige ved begyndelsen af ​​at målrette RNA mod lægemiddelopdagelsesformål, og RNA er så elegant involveret i alle former for lovgivningsmæssige processer, hvis du får mere information om de bedste måder at målrette RNA med små molekyler, du kan potentielt åbne nye områder for kræftforskning, antiviral forskning, ud over den antibakterielle forskning, jeg laver. "