Kathrin Lang wird für ihre Dissertation „Chemically Modified RNA - Investigations on Riboswitch Folding and Ribosome Catalysis" ausgezeichnet.
In ihrer Arbeit beschäftigt sich Kathrin Lang mit der Synthese chemisch modifizierter Ribonukleinsäuren, die sich als Werkzeuge für die molekulare Untersuchung struktureller und funktioneller Eigenschaften von biologisch wichtigen RNA-Molekülen wie etwa Riboschaltern einsetzen lassen.
Die Ribonukleinsäure (RNA) ist ein einsträngiges Kettenmolekül, das verschiedene Gestalten annehmen kann. Einige Basen verknüpfen sich mit Partnern desselben Strangs, sodass dieser Schlaufen bildet: auf diese Weise wird die RNA verschlungen und gefaltet. Auf dieser Eigenschaft - dem Wechsel zwischen verschiedenen Strukturen durch Umfaltung - basieren Riboschalter, RNA-Moleküle, die erst vor wenigen Jahren entdeckt wurden und mit denen Bakterien Gene an- und ausschalten können.
Ihre Funktionsweise ist verblüffend einfach: Ein Riboschalter sitzt zumeist am Anfang einer bakteriellen Boten-RNA, die den Bauplan für die Herstellung wichtiger Stoffwechselprodukte, zum Beispiel essentieller Vitamine, trägt. Ist das Zielmolekül, der sogenannte Metabolit, in ausreichender Menge vorhanden, bindet es an den Riboschalter. Dadurch verändert sich die räumliche Struktur der RNA und der kodierende Teil der Boten-RNA kann nicht mehr abgelesen werden; der Metabolit wird also in der Folge nicht mehr synthetisiert. Sinkt seine Konzentration - besteht also Bedarf nach Neusynthese - erfolgt kein Andocken an den Riboschalter, die RNA faltet sich um und kann abgelesen werden.
Durch einen kombinierten Ansatz aus chemischer Synthese und enzymatischer Ligation gelang Kathrin Lang die Synthese einer Vielzahl von Riboschalter-Nukleinsäuren, die an ganz bestimmten Positionen Fluoreszenzsonden tragen. Mittels Fluoreszenzspektroskopie war es ihr dann möglich, den komplizierten Umfaltungsprozess des Riboschalters zu verfolgen, der bei Binden des Metaboliten erfolgt. Dieses detaillierte Wissen über die molekulare Funktionsweise der Riboschalter stellt eine gute Grundlage für die weitere Erforschung dieser Moleküle als potentielle Wirkstoffziele dar. Langfristiges Ziel dieser Forschungen ist die Entwicklung neuartiger Antibiotika, die eingesetzt werden können, ohne die Vorgänge in menschlichen Zellen zu stören.
Kathrin Lang, geboren 1979, studierte Chemie an der Universität Innsbruck, wo sie 2008 auch promovierte. Seit April 2009 ist sie als Postdoktorandin am Medical Research Council (MRC) in Cambridge beschäftigt.