Введение к работе
Актуальность проблемы
Создание специфических лигандов, взаимодействующих с нуклеиновыми кислотами, необходимо для исследований, направленных на изучение структуры и функций нуклеиновых кислот, и для разработки ген-направленных терапевтических препаратов. К настоящему времени наиболее обещающие результаты в области создания таких лигандов и направленного воздействия на нуклеиновые кислоты были получены при использовании производных олигонуклеотидов, комплементарных доступным неструктурированным нуклеотидным последовательностям. В составе природных РНК, в физиологических условиях, открытые неструктурированные иуклеотидные последовательности, являющиеся оптимальными мишенями для взаимодействия с олигонуклеотидами, практически отсутствуют. Природные РНК обладают компактной структурой, построенной из доменов, в которых определенные иуклеотидные последовательности уложены в соответствие с пока еще мало изученными правилами. Укладка РНК в пространственную структуру является основным фактором, осложняющим взаимодействие антисмысловых олигонуклеотидов с этими биополимерами. В связи с этим актуальной задачей является разработка подходов к рациональному дизайну производных олигонуклеотидов, способных эффективно взаимодействовать с определенными элементами вторичной структуры нуклеиновых кислот. Разработка таких подходов существенно расширит круг потенциальных мишеней для олигонуклеотидов и возможности использования антисмысловых олигонуклеотидов в целом, а также облегчит создание ген-направленных биологически активных веществ на основе олигонуклеотидов.
Цель работы
Целью настоящей работы являлось изучение кинетических и термодинамических параметров взаимодействия олигонуклеотидов со структурированными участками РНК на примере: дрожжевой тРНКРЬе и 171-звенного фрагмента 23S РНК Escherichia coli, содержащего а-сарциновую петлю; установление механизма этого взаимодействия и выявление факторов, обеспечивающих эффективную гибридизацию комплементарных олигонуклеотидов с РНК-мишенью, а также анализ
изменений пространственной структуры РНК, в ходе связывания с ней комплементарных олигонуклеотидов.
Научная новизна и практическая ценность работы
Впервые проведено широкое систематическое исследование взаимодействия олигонуклеотидов со структурированными участками РНК. Определены кинетические и термодинамические закономерности комплексообразования. На основании полученных данных сделаны выводы о механизме гибридизации и факторах, влияющих на процесс взаимодействия олигонуклеотидов со структурированными участками РНК. Исследована динамика структурных изменений РНК, вызванных связыванием комплементарных олигонуклеотидов. Результаты работы и полученные выводы могут быть использованы при создании производных олигонуклеотидов, направленных на инактивацию биологически активных РНК.
Публикации и апробация работы
Результаты работы были представлены на 3-ей международной конференции «RNA'98» (США, 1998), международной конференции «Targeting the molecular basis of disease» (Великобритания, J998), 26-м международном симпозиуме федерации европейских биохимических обществ (Франция, 1999), 5-ой международной конференции «RNA Biochemie» (Германия, 1999), 5-ой международной конференции «RNA'2000» (США, 2000), 2-ой международной конференции «Bioinformatics of Genome Regulation and Structure» (Россия, 2000). По материалам диссертации опубликовано 5 статей.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов и их обсуждения, описания материалов и методов, выводов и списка цитированной литературы. Работа изложена на 181 странице, содержит 47 рисунков и 25 таблиц. Библиография включает 206 литературных источников.
