Stereocontrolled synthesis and characterization of novel sugar-phosphate modified nucleotides

Promovendus/a: Marlies Derden

Promotor(en): Prof. dr. Eveline Lescrinier, Mevrouw Elisabetta Groaz

Gedurende miljarden jaren heeft de natuur DNA en RNA verfijnd tot uiterst efficiënte moleculen die genetische informatie kunnen opslaan en verwerken. Hoewel hun chemische basisstructuur relatief eenvoudig is, zijn ze in staat om bijzonder complexe functies uit te voeren die aan de basis liggen van al het leven. Door deze natuurlijke moleculen chemisch te modificeren, kunnen wetenschappers nieuwe vormen van genetisch materiaal creëren met eigenschappen die in de natuur niet voorkomen. Dergelijke kunstmatige nucleïnezuren worden steeds belangrijker voor toepassingen in de geneeskunde en de biotechnologie.

In dit proefschrift onderzoeken we nieuwe types gemodificeerde nucleïnezuren waarbij delen van de moleculaire ruggengraat doelbewust worden aangepast. Deze veranderingen introduceren chiraliteit, wat betekent dat de moleculen kunnen voorkomen in verschillende, niet identieke spiegelbeeldvormen. Dit ogenschijnlijk subtiele verschil kan een grote invloed hebben op hoe deze moleculen zich gedragen, hoe ze zich ruimtelijk organiseren en hoe ze interageren met biologische systemen.

Een belangrijke uitdaging binnen dit onderzoeksdomein is dat het gecontroleerd en reproduceerbaar maken van zulke gemodificeerde nucleïnezuren vaak zeer complex is. Bovendien is er nog beperkte kennis over hoe hun driedimensionale structuur samenhangt met hun functie. Om deze problemen aan te pakken, worden in dit werk nieuwe chemische methoden ontwikkeld waarmee de nodige chirale bouwstenen op een nauwkeurige en gecontroleerde manier in één welbepaalde vorm kunnen worden bereid. Met behulp van deze methoden bestuderen we vervolgens hoe de moleculaire structuur van deze kunstmatige nucleïnezuren hun eigenschappen en werking beïnvloedt.

Op die manier draagt dit onderzoek bij aan de ontwikkeling van nieuwe genetische materialen die in de toekomst verdere vooruitgang in de biotechnologie en de medische wetenschap kunnen ondersteunen.