Ribozyme für die RNA‐katalysierte Methylierung und Markierung von RNA

KURZZUSAMMENFASSUNG RNA ist ein zentraler Eckpfeiler des Lebens und erfüllt vielfältige essenzielle Funktionen in allen biologischen Systemen. Natürliche Nukleosidmodifikationen sind maßgeblich für diese funktionelle Vielfalt mitverantwortlich. Sie erweitern die chemische Vielfalt von RNA und sind auch für die Regulation von Stabilität, Faltung und Funktion von RNA‐Strukturen notwendig. Darüber hinaus werden synthetische RNA‐Modifikationen, wie reaktive Gruppen, Affinitäts‐Sonden oder Fluorophore für die Isolierung, Visualisierung und Lokalisierung von RNA eingesetzt und tragen dazu bei, die zentralen regulatorischen Funktionen von RNA aufzuklären. Daher sind neue Methoden zur gezielten kovalenten RNA‐Markierung sehr erstrebenswert. RNA‐Katalysatoren, sogenannte Ribozyme, gewinnen hierfür zunehmend an Bedeutung. Diese nukleinsäure‐basierten Werkzeuge ermöglichen die präzise, kovalente Modifikation von RNA mit einer Vielzahl von Funktionalitäten, wie klickbaren Gruppen, Fluorophoren oder auch Methylgruppen. Ribozyme erlauben so die Erzeugung sowohl künstlich markierter als auch natürlich modifizierter RNA. Dieser Übersichtsartikel bietet einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Forschung zu Ribozymen für die kovalente RNA‐Modifikation. Die hier diskutierten katalytischen RNAs wurden mittels in‐vitro‐Selektion unter Einsatz spezifischer Kofaktoren erhalten. Zuerst werden selbstmodifizierende Ribozyme beschrieben, gefolgt von Katalysatoren für intermolekulare Modifikationen in trans . Schließlich wird die stetig wachsende Gruppe der Methyltransferase‐Ribozyme diskutiert, die natürliche, methylierte Nukleoside positionsspezifisch in einer Ziel‐RNA generieren. Abschließend werden aktuelle Herausforderungen sowie zukünftige Perspektiven dieses dynamischen Forschungsfeldes adressiert.