Tag 7:
Gestern war ich zwar nicht im Institut, allerdings hat mir mein Betreuer gemailt, was ich heute hier tun könnte. Es handelt sich um das Testen von "AREsite: a database for the comprehensive investigation of AU-rich elements". Der Name AREsite kommt von AU-rich elements und es ist eine Datenbank für messengerRNAs, die AU-reiche Elemente enthalten. Ich habe zahlreiche IDs des h.sapiens und auch einige der mus musculus (Maus) getestet, die Fehler dokumentiert und meinem Betreuer mitgeteilt. Er konnte so die Fehler beheben und die Datenbank ist nun funktionsbereit.

Am Montag musste ich erst um ca. 12 Uhr zu Mittag hier sein, da mein Betreuer erst ab Donnerstag wieder hier im Institut ist und ich diese drei Tage frei entscheiden kann, ob ich kommen will oder nicht. Jedenfalls hat mir mein "gegenüber-Sitznachbar" einiges im Bereich des Programmierens gezeigt, das heißt ich wurde mit dem LINUX System erstmal vertraut gemacht, dann habe ich einige Befehle ausprobiert und neue Programme u.a. zur Darstellung von RNAs am PC kennengelernt.

Tag 4:
Am Donnerstag habe ich weiterhin mit dem "scannen" vom Genom des C. Elegans weitergearbeitet und habe in den Chromosomen I-V und X insgesamt 27 snoRNAs gefunden und eventuell auch noch 4 weitere, bei denen ich mir nicht genau sicher bin, ob es wirklich snoRNAs sind, denn die Anzeichen sind zwar da, wie zB. eine ACA-Box oder einige Ts nach dem Ende einer eventuellen snoRNA, aber auf der Seite im Internet sind die jeweiligen snoRNAs noch nicht eingetragen, falls es überhaupt welche sind, also muss ich mit meinem Betreuer noch etwas nachforschen.

Tag 5:
Da ich mit dem Genom des C. Elegans nun fertig war, habe ich mich mit der allgemeinen Frage beschäftigt, weshalb snoRNAs eigentlich nicht abgebaut werden, so wie die restlichen Basen eines herkömmlichen Introns. Da gibt es die Theorie, dass entweder ein bestimmtes Protein sich sozusagen auf die snoRNA setzt und sie dadurch schützt und nicht abgebaut werden kann, oder es befindet sich kurz vor oder nach der jeweiligen snoRNA ein bestimmtes Sequenz-Motif, dass die Zerstörung des Abschnittes auf der RNA verhindert. Die zweite Möglichkeit habe ich getestet, und zwar musste ich von sämtlichen in Alignments abgelegten snoRNAs jeweils 20 Nukleotide vor und nach den snoRNAs ausschneiden und mithilfe von einem Programm im Internet (Meme) durchsuchen, ob sich Gemeinsamkeiten aufweisen lassen, also eben bestimmte Sequenz-Motife, die dann den Abbau von den einzelnen snoRNAs verhindern. (foto 5) Nachdem ich das getestet hatte, bin ich zu dem Ergebnis gekommen, dass in diesen Regionen keine Sequenz-Motife vorhanden sind. Das heißt, dass es sich wahrscheinlich doch um die erste Möglichkeit, also um die Anwesenheit eines Proteins, handelt. (foto4)

Tag 2:

Nach einem sehr anstrengenden, dafür aber durchaus informativen ersten Arbeitstag, geht es heute mit weiteren Informationen über den genauen Aufbau (speziell Sekundärstruktur) und die verschiedenen Formen von snoRNAs weiter. Generell unterscheidet man die Box C/D snoRNA von der Box H/ACA snoRNA. Die Box C/D snoRNA besitzt zwei verschiedene, kurze, konservierte Sequenz-Motive, die C Box(UGAUGA) und D Box(CUGA) in der Nähe 5' und 3' Enden. Die Regionen unterhalb der C Box und oberhalb der D Box sind normalerweise basen-komplimentär, also zwei gepaarte Stränge, wodurch im Gesamten eine sogenannte "stem-box" Struktur ensteht. (Foto 2)
Außerdem haben manche Box C/D snoRNAs auch eine nicht exakte Kopie von den beiden Boxen, welche man C' Box und D' Box nennt. (Ich könnte noch genauer über die Methyl-Gruppen der Box C/D snoRNAs schreiben, aber das wäre viel zu lang und wird wahrscheinlich, wenn überhaupt, nur in meine Projektarbeit nach meinem Praktikum einfließen.)Die Box H/ACA snoRNAs besiten nicht nur zwei dieser "stems" und dadurch auch zwei "loop"-Regionen, was das ganze wie zwei große Schlaufen aussehen lässt, sondern zwei andere wichtige, konservierte Stellen: Box H(ANANNA) und Box ACA(ACA), wie es der Name dieser Art von snoRNAs schon sagt.

Jetzt weiß ich wirklich sehr sehr viel über snoRNAs und kann es kaum erwarten, damit zu arbeiten! Allerdings muss ich vorher noch einige Alignments von gefundenen sogenannten "perverse snoRNAs", also eigenartigen snoRNAs, von einigen Lebewesen, wie dem Menschen(h.sapiens) oder dem Frosch(xenopus laevis), sortieren.

Als nächstes erklärte mir mein Betreuer die Funktion eines Programmes, das auch von diesem Institut entwickelt wurde. Es ist noch etwas ungenau, daran wird allerdings noch gearbeitet. Vereinfacht kann man sagen, dass dieses Programm snoRNAs aufsucht, indem es bestimmte bereiche einer RNA scannt. Ich arbeite zum Beispiel an C.Elegans, eine bestimmte Wurm-Art, und durchsuche die Chromosome I,II,III,IV,V und X. Zuerst wird auf der RNA eine Region aufgesucht, in der sich die Promotoren, die für die Polymerase notwendig sind, befinden, um dann in den darauf anschließenden 200nt (nt=Nukleotide) nach mehreren (mindestens 4) "Ts" suchen zu können. Denn normalerweise ist es so, dass snoRNAs um die 60-150nt lang ist und falls eine snoRNA vorhanden ist, befindet sie sich zwischen den Promotoren der RNA und den aufeinanderfolgenden Ts. Das Programm findet nurn pro Chromosom mehrere Treffer ("Hits") und gibt an, wo sich diese Treffer befinden. (foto3)
Dies sieht ca. so aus:

Genome file: /scr/linguini/agruber/genomes/Caenorhabditis_elegans/chrI.fa
We have found 435 promoter hits with a cutoff > -34.
15 hits left after filtering for polyT.
14 hits left after removing sequences that are likely to be repeats.

Hit: 1
Total promoter score: -28.57 A: -24.90 B: -3.21
snoReport: CD, 0.998570
ACAseeker: none
CDseeker: none
TGGTTCGATCCCCACCAAGCGATGACGATTGATATCTGCTCTAATGAGTCTGAATTACCATGTTGAGATCTTGTCTGAGCTCCTTTTTggcttttacacggtgaaaag
MFE: .((......)).((((((((((((.(....).)))).((((..(..(((((.(((......))).))).))..)..)))).........))))......)))).....
CNT: ............((((.....................((((..(..(((((.(((......))).))).))..)..))))...................)))).....

Hit: 2
Total promoter score: -25.58 A: -10.96 B: -14.16
snoReport: HACA, 0.996150
ACAseeker: HIT
CDseeker: none
CAGCTCGACCCTGACACACGGCCAGTTTGAGTTGATTCGCTCTTTCGCAATAGAGCTTTGAGTCAAATTACTGTCCGGAAATTATAGAGATGAAGCTCATTTGGAGCAATAACAATTGTTGAAGCTCCGAAAATGATGCTCTTCCCACAATTTTCTCTAGTTTTTTTTgtttttttaaaagagatata
MFE: (((.......))).....(((.((((.....((((((((((((........)))))...)))))))...)))).))).......((((((.((((((((((((((((..((((....))))..)))))))..)))).)))..........)).))))))((((((((((......))))))))))...
CNT: ..................(((.((((.....((((((((((((........)))))...)))))))...)))).))).......((((((...((((((((((((((..((((....))))..)))))))..)))).))).............)))))).............................

...und so weiter.
Die Klammern sollen die Sekundärstruktur darstellen, daran kann man, wenn man sich bereits in diesem Gebiet auskennt, erkennen, ob es eine snoRNA sein könnte. Dann betrachtet man die Abfolge der AS (Aminosäuren) und hält nach TTTT.. und zB. ACA ausschau. Befindet sich nun etwas in der Art in der durchsuchten Region, kann man sich nun ein weiteres Programm im Internet zur Hilfe nehmen: http://genome.ucsc.edu/
Diese Seite beinhaltet sämtliche Genome von verschiedensten Lebewesen und man kann, wenn man die Nukleotidsequenz (bei hit1 wäre das zB: TGGTTCGATCCCCACCAAGCGATGACGATTGATATCTGCTCTAATGAGTCTGAATTACCATGTTGAGATCTTGTCTGAGCTCCTTTTTggcttttacacggtgaaaag) auf dieser Seite bei dem Button "Blat" eingibt, die konservierten Regionen betrachten und auch sehen, ob eine snoRNA vorhanden ist,um welche snoRNA es geht, wenn eine vorhanden ist, bei welchen Organismen sie auch gefunden wurde usw.

Damit arbeite ich heute (bereits Tag 3) auch noch weiter und durchsuche sämtliche Nukleotidsequenzen der verschiedenen Chromosome von C. Elegans. Vielleict entdecke ich ja sogar eine noch unbekannte snoRNA. :)

Tag 1:
Gestern war mein erster Tag im Institut für theoretische Chemie in Wien. Mein Betreuer hatte mir schon einige Wochen zuvor Unterlagen, die mir als Basis für die Arbeit hier dienen sollten, via Email zugeschickt, damit ich nicht vollkommen ahnungslos meinen ersten Tag starten muss. Leider habe ich einiges nicht ganz verstanden, allerdings wurde mir das sofort erklärt und mein Betreuer und ich waren den ganzen Vormittag lang in ein Gespräch über sämtliche Arten und Formen von RNAs (snoRNAs, microRNAs, tRNAs,...),DNA, Gene usw. vertieft, was für mich sehr praktisch war, da ich erstens im Oktober mit meinem Biologiestudium "durchstarte" und mich besonders für molekulare- und Mikrobioligie interessiere, und zweitens war alles über Translation und Transkription meine Maturafrage in Biologie und ich wollte, auch damals in der Schule, mehr als bloß das Allgemeinwissen über die Funktionen von RNAs in Organismen erfahren.

(Was wir genauer besprochen haben, halte ich hie am besten auch fest, damit ich es nach den 2 Wochen hier nicht vergessen habe)

Generell haben wir mehr über ncRNAs (non-coding-RNAs), also snoRNAs(small nucleolar RNAs), miRNAs(microRNAs), siRNAs(short interfering RNAs) speziell bei Mammalia(Säugetieren), aber auch allgemein bei zellulären Lebewesen (Eukaryonten, Bakterien und Archaea), gesprochen.

Bei der Transkription der DNA im Nucleus(Zellkern) entsteht ein Transcipt, dass einen bestimmten Prozess, engl. preprocessing of transcripts, durchläuft. Entweder es handelt sich dabei um ein Transcript, dass zu einer ncRNA wird, oder eines, dass zu einer mRNA(messengerRNA) und weiters zu einem Protein wird. Bei preprocessing of transcripts, wie es mein Betreuer hier nennt, wird das Transkript "gespliced", ein Vorgang, den man im Deutschen Spleißen nennt, wobei sogenannte Introns weggeschnitten werden und nur Exons übrig bleiben. Zum Beispiel wird aus einer sogenannten pre-mRNA dann die reife mRNA, die nur aus "zusammengeklebten" Exons besteht und nur so für die Translation zur Entstehung eines bestimmten Proteins verwendbar bzw. ablesbar ist.
SnoRNAs entstehen dann zB. aus den "weggeschnittenen" Introns. (FOTO1)
Es werden ständig neue snoRNAs entdeckt und daher sind sie ein aktuelles Thema im naturwissenschaftlichen Bereich.

Weiters wurde mir erklärt, was Promoters (dt: Promotoren) für eine Aufgabe haben und wofür tRNAs gut sind bzw. wie sie von der Struktur her aussehen u.a.

Da hier hauptsächlich im Bereich der Bioinformatik gearbeitet wird, ging es nun an die Computerarbeit:
Zuerst bekam ich ich in einem Programm namens "VMD" (http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/) verschiedene Ansichten der Struktur eines bestimmten Proteins, Ro60, zu sehen und mir wurde erklärt, welche Aufgabe dieses Protein im Zusammenhang mit der sogenannten Y-RNA( Y weil es aussieht, als hätte es eine Y-Form) hat. Denn das Protein und die Y-RNA sind dafür da, dass misfolded, also falsch gefaltete RNAs, zerstört werden, und zwar innerhalb dieses Proteins. In dem Programm kann man auch das Loch in der Mitte des Proteins sehr gut sehen, in das eine misfolded RNA hineingelangt und dort zerstört wird.

Danach habe ich eine mit dem Program "Jalview" (http://www.jalview.org/) gearbeitet. Durch eine bestimmte Darstellung von Ro60 konnte ich sehen, wie die Y-RNA mit anderen AS von außerhalb interagiert und das dient nun dazu, dass ich herausfinden kann, ob diese Y-RNA nicht nur wie wir jetzt wissen in zB. Deuterostomia und C. Elegans und in manchen Bakterien mit diesem Protein interagiert und diese Form hat, sondern zum Beispiel auch in anderen Bakterien oder Tiergruppen.
Mithilfe dieser Darstellung von Interaktion habe ich ein "alignment" erstellt, das ich eingefärbt habe, um zu sehen, ob sechs verschiedene, wichtige AS(W144, R146, R149...), die zB. beim Frosch oder beim Menschen mit der Y-RNA interagieren, auch in anderen Tiergruppen genauso vorhanden sind, da man bei diesen Tiergruppen zwar Ro60 kennt, allerdings die Y-RNA noch nicht.

Tja, das war erstmal genug Beschreibung für den gestrigen Tag und ich werde mal sehen, was ich als nächstes zu tun bekomme. :D