Covalent Profiling of RNA Targets and Off-targets
RNA 靶标和脱靶的共价分析
基本信息
- 批准号:10294248
- 负责人:
- 金额:$ 37.6万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-01-10 至 2022-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcylationAffectAlkylationAntibioticsBindingBinding ProteinsBinding SitesBiologicalBiologyBiopsy SpecimenCUG repeatCellsChemicalsClinicalDataDevelopmentDiseaseDoseDrug InteractionsDrug TargetingFutureGenomicsHealthHumanIn VitroLigand BindingLigandsLinkMalignant NeoplasmsMeasurementMeasuresMethodologyMethodsModificationMolecularMolecular ProbesMyotonic DystrophyNucleotidesPathway interactionsPermeabilityPharmaceutical PreparationsProteinsRNARNA ProbesRNA analysisRNA chemical synthesisRNA-Protein InteractionReagentResearchResolutionSpecificityStructureTechnologyToxic effectTranscriptUntranslated RNAWorkanalytical methodanticancer researchbaseclinically relevantdesignexperimental studyimprovedin vivoinnovationkinase inhibitorlaboratory experimentnext generation sequencingnoveloff-target siteprogramsscaffoldscreeningsmall moleculetooltranscriptometranscriptome sequencingunpublished works
项目摘要
Recent work from many labs has underlined the critical importance of RNA-controlled cellular pathways, and
clinically relevant connections of specific RNAs to human health. As a result, the development of small-
molecule ligands for RNAs, in contrast to traditional protein targets, is now offering a promising approach for
future targeting of diseases. In addition to this designed approach, it seems likely that many current protein-
targeted drugs may well bind to RNAs off-target and cause unintended biological effects there. Thus, the
analysis of RNA-small molecule interactions transcriptome-wide is critical. Unfortunately, methods for
analyzing RNA-ligand interactions directly in the cell lag far behind those for protein-ligand binding analysis.
Preliminary experiments from this laboratory have established multiple new molecular tools for analysis of
biologically and clinically relevant RNAs. New RNA Seq-based approaches have been developed for
identifying RNA base modifications directly. Central to this new project was the recent development of the
first cell-permeable RNA acylating agents, based on a nicotinyl scaffold, that react with accessible 2'-OH
groups transcriptome-wide. This allows unprecedented measurement of RNA structure and protein-RNA
interactions in vivo at nucleotide resolution. In very recent work, new acylating reagents that can polyacylate
RNAs in vitro, temporarily inactivating the RNA have been developed. These groups can then be removed
chemically or photochemically to control RNA activity temporally or locally. Overall, this recent new work
suggests a suite of new molecular reagents, tools and sequencing methods that can be used directly in cells
to analyze ligand-RNA interactions for the whole transcriptome in one experiment.
The proposed project will develop a new set of functionalized RNA-reactive reagents, including acylating
and alkylating species, that can enter cells and provide specific, quantitative information about ligand binding
in the transcriptome. Combined with next-gen sequencing, the methods will pinpoint binding sites in specific
transcripts. These methodologies, together termed Reactivity-Based RNA Profiling (RBRP), will be applied to
analyzing off-target binding by known drugs with clinically limiting toxicity. Further, new reactivity-based
approaches - involving reactive druglike fragments – will be used to identify ligands for cancer-related RNAs.
This work is significant because it will develop enabling molecular technologies that will greatly enhance
the study of RNA biology and biomedicine, analyzing drug interactions transcriptome-wide and directly in the
cell. In addition, it will outline how serious is the phenomenon of protein-targeted drugs binding off target to
RNAs. The research program is innovative because it develops a suite of new molecular probes and novel
molecular strategies, making use of RNA reactivity. It will develop unprecedented data regarding existing
clinically useful but toxic drugs. It will also develop novel cell-permeable ligands for RNAs upregulated in
cancer, which can be broadly useful as molecular tools for cancer research.
来自许多实验室的最新工作强调了RNA控制的细胞途径的重要性,
特定RNA与人类健康的临床相关联系。结果,小型的发展
与传统蛋白质靶标相反,RNA的分子配体现在为有前途的方法提供了一种
未来的疾病靶向。除了这种设计的方法外,似乎许多当前的蛋白质似乎都可能
靶向药物很可能与靶向脱靶的RNA结合,并在那里引起意外的生物学效应。那,
RNA-MALL分子相互作用在整个转录组中的分析至关重要。不幸的是,方法
直接分析RNA - 配体相互作用的细胞滞后,远远落后于蛋白质 - 配体结合分析。
该实验室的初步实验已经建立了多种新分子工具,用于分析
生物学和临床相关的RNA。已经开发了新的基于RNA SEQ的方法
直接识别RNA碱基修饰。这个新项目的核心是最近的发展
基于烟素支架,首先可与可访问的2'-OH反应的第一个细胞渗透RNA酰化剂
组全转录组。这允许对RNA结构和蛋白-RNA的前所未有的测量
核苷酸分辨率的体内相互作用。在最近的工作中,可以多酰胺的新酰基化试剂
RNA在体外,暂时灭活RNA。然后可以删除这些组
在化学或光化学上以临时或局部控制RNA活性。总体而言,这项最新的新作品
建议一套可以直接在细胞中使用的新分子试剂,工具和测序方法
在一个实验中分析整个转录组的配体RNA相互作用。
拟议的项目将开发一组新的功能化RNA反应试剂,包括酰化
和藻类物种,可以进入细胞并提供有关配体结合的特定定量信息
在转录组中。结合下一代测序,这些方法将在特定的特定中查明结合位点
成绩单。这些方法共同将基于反应性的RNA分析(RBRP)一起应用于
分析具有临床限制毒性的已知药物的靶向靶向结合。此外,基于新的反应性
方法 - 涉及反应性药物片段 - 将用于鉴定与癌症相关的RNA的配体。
这项工作很重要,因为它将开发能够大大增强的分子技术
RNA生物学和生物医学的研究,分析了整个转录组的药物相互作用,直接在
细胞。此外,它将概述蛋白质靶向药物的现象有多严重。
RNA。该研究计划具有创新性,因为它发展了一系列新的分子问题和新颖的问题
分子策略,利用RNA反应性。它将制定有关现有的前所未有的数据
临床上有用但有毒药物。它还将开发出可更新的RNA的新型细胞渗透配体
癌症,可以作为癌症研究的分子工具广泛用来。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
DNA Tiling Enables Precise Acylation-Based Labeling and Control of mRNA.
- DOI:10.1002/anie.202112106
- 发表时间:2021-12-13
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Xiao L;Jun YW;Kool ET
- 通讯作者:Kool ET
Conjugation of RNA via 2'-OH acylation: Mechanisms determining nucleotide reactivity.
- DOI:10.1039/d2cc00660j
- 发表时间:2022-03-15
- 期刊:
- 影响因子:4.9
- 作者:Jash, Biswarup;Kool, Eric T.
- 通讯作者:Kool, Eric T.
Aqueous Activation of RNA 2'-OH for Conjugation with Amines and Thiols.
RNA 2-OH 的水活化用于与胺和硫醇的缀合。
- DOI:10.1021/acs.bioconjchem.3c00370
- 发表时间:2024
- 期刊:
- 影响因子:4.7
- 作者:Shioi,Ryuta;Xiao,Lu;Kool,EricT
- 通讯作者:Kool,EricT
The chemistry and applications of RNA 2'-OH acylation.
- DOI:10.1038/s41570-019-0147-6
- 发表时间:2020-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Velema WA;Kool ET
- 通讯作者:Kool ET
Site-Selective RNA Functionalization via DNA-Induced Structure.
- DOI:10.1021/jacs.0c06824
- 发表时间:2020-09-23
- 期刊:
- 影响因子:15
- 作者:Xiao L;Habibian M;Kool ET
- 通讯作者:Kool ET
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