Synteza i biofizyka modyfikowanych nukleotydów

 

Słowa kluczowe

nukleotydy i oligonukleotydy, mRNA, kap, czapeczka, 7-metyloguanozyna,
modyfikacje chemiczne, synteza chemiczna, biofizyka molekularna,
inhibitory enzymów, sondy molekularne, oddziaływania białko-kwas nukleinowy, mechanizmy molekularne
terapeutyczne mRNA

 

Tematyka badań

W Zakładzie Biofizyki prowadzimy interdyscyplinarne badania na styku chemii organicznej, biologii molekularnej oraz fizyki, koncentrując się na projektowaniu i syntezie chemicznie modyfikowanych nukleozydów, nukleotydów i oligonukleotydów. Nasze cząsteczki służą jako zaawansowane narzędzia molekularne, pozwalające na zgłębianie fundamentalnych procesów życiowych oraz tworzenie nowoczesnych technologii terapeutycznych.

Od syntezy do mechanizmów molekularnych

Nasza działalność obejmuje pełne spektrum badawcze: od precyzyjnej syntezy chemicznej, po szczegółową analizę biofizyczną właściwości otrzymanych związków. Tworzymy m.in.:

• Sondy fluorescencyjne oraz znakowane izotopem ¹⁹F, które umożliwiają wizualizację cząsteczek wewnątrz komórek oraz śledzenie ich losów metabolicznych;
• Inhibitory enzymów metabolizujących kwasy nukleinowe, pozwalające na regulację kluczowych szlaków biologicznych;
• Koniugaty z nanomateriałami i makrocząsteczkami, służące do celowanego dostarczania nukleotydów lub identyfikacji wiążących je białek.

Biofizyka mRNA i potencjał terapeutyczny

Szczególne miejsce w naszych badaniach zajmuje struktura końca 5′ mRNA, czyli tzw. kap (5′ cap). Projektujemy syntetyczne analogi kapu, które modulują stabilność i aktywność translacyjną mRNA. Wykorzystując metody biofizyczne, badamy mechanizmy molekularne oddziaływań kwasów nukleinowych z białkami, co pozwala nam zrozumieć termodynamikę i kinetykę tych procesów na poziomie atomowym. Dzięki modyfikacjom zwiększającym wydajność translacji, nasze rozwiązania mają ogromny potencjał w projektowaniu nowoczesnych szczepionek i terapii genowych: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.3c00442 .

Łącząc warsztat fizyka z precyzją chemika, dążymy do odkrycia reguł rządzących światem molekularnym, które w przyszłości staną się fundamentem medycyny personalizowanej.