Methodologisches Kunststück: Biochemikerin Annita Louloupi erhält Marthe-Vogt-Preis

Preisgekrönte Doktorarbeit am MPI für molekulare Genetik angefertigt

Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) enthält die genetische Information für die Entwicklung und das Wachstum aller Organismen. Um diese Information zu nutzen, wird die DNA zunächst in RNA (Ribonukleinsäure) umgeschrieben (transkribiert), welche dann in einem zweiten Schritt in das funktionelle Produkt, das Protein, übersetzt wird. Die genetische Information liegt nicht als kontinuierlicher Abschnitt auf der DNA vor, sondern wird durch nicht-kodierende Abschnitte unterbrochen.  Diese nicht-kodierenden Abschnitte (Introns) müssen nach der Transkription aus der Vorläufer-RNA herausgeschnitten werden – ein Prozess, der als RNA-Splicing oder RNA-Reifung bezeichnet wird und ein wichtiger und streng regulierter Schritt während der Genexpression ist.

Wie auch die DNA besteht RNA aus vier unterschiedlichen Nukleotiden. RNA-Nukleotide können während ihres Lebenszyklus biochemisch modifiziert werden. Obwohl solche Modifikationen die genetischen Informationen, die die RNA enthält, nicht verändern, können sie deren Funktionalität beeinflussen. In ihrer Doktorarbeit widmete sich Annita Louloupi einer der am meisten verbreiteten Modifikationen der RNA, dem m⁶A – einer Methylierung, die an der N⁶-Position von Adenosin erfolgt. Ihr Hauptziel bestand darin zu verstehen, wie m⁶A das RNA-Splicing oder genauer gesagt die Geschwindigkeit des Splicings reguliert.

Die Herausforderung, der Annita Louloupi zu Beginn ihrer Doktorarbeit gegenüberstand, war die Entwicklung neuer Analysetechniken. Diese mussten präzise und empfindlich genug sein, um m⁶A-Modifizierungen auf der RNA im Anfangsstadium, d h. während der kurzen Phase gleich nach der Transkription und vor dem RNA-Splicing, nachzuweisen. „Meine Fragen führten mich zu meinen Methoden“, erklärt die Biochemikerin und beschreibt so ihre Vorgehensweise. Durch die Kombination verschiedener Techniken konnte Annita Louloupi neue Einblicke in die Rolle der m⁶A-Modifikation bei der RNA-Splicing-Kinetik gewinnen. Befindet sich m⁶A in einer bestimmten Region innerhalb der anfänglichen RNA, fungiert m⁶A wie ein „Fast-Track-Ticket“, quasi eine Lizenz zum Überholen in der Verarbeitungsschlange. RNA mit solch einer Lizenz entwickelt sich weiter in „reife“ funktionelle RNA – und zwar schneller als die ohne solch eine Lizenz.

Modifikationen der RNA werden mit verschiedenen Krankheiten in Zusammenhang gebracht, darunter Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, genetische Geburtsfehler, Stoffwechselkrankheiten, neurologische Störungen und Virusinfektionen. Die von Annita Louloupi entwickelte Methode ist ein wertvolles Werkzeug für andere Molekularbiolog*innen. Sie kann angewendet oder angepasst werden, um m⁶A-Modifikationen unter verschiedenen Bedingungen zu untersuchen, z.B. in Krebszellen oder in Zellen, die von Viren befallen sind, sich in der Entwicklung befinden oder mit Wirkstoffen behandelt werden.

Noch während sie ihre Dissertation fertigstellte, übernahm Annita Louloupi im Januar 2019 eine Postdoc-Stelle in der Arbeitsgruppe „Computational Regulatory Genomics“ am Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB), das Teil des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) ist. Aktuell arbeitet sie an mehreren Projekten, die sich mit verschiedenen Aspekten post-transkriptioneller Genregulation beschäftigen. „Es war ein hektisches und anstrengendes Jahr und ich bin sehr dankbar für den Preis. Er ermöglicht mir innezuhalten, noch einmal meine Promotion zu reflektieren und das zu schätzen, was ich bisher erreicht habe.“