De opkomst van antibioticaresistentie onder veelvoorkomende infectieuze bacteriën is een zorgwekkende bedreiging voor de gezondheid waarvoor veel wetenschappers op zoek zijn naar een oplossing. Jennifer Hines, doctoraat, hoogleraar scheikunde en biochemie aan de Universiteit van Ohio, is een van de weinigen die op zoek is naar structuren van ribonucleïnezuur (RNA) voor de ontdekking van nieuwe geneesmiddelen. Haar onderzoeksgroep bestudeert een belangrijke regulator voor bacteriële genexpressie bestaande uit RNA, een riboswitch genoemd, dat zou cruciaal kunnen zijn bij het ontwerpen van nieuwe medicijnen om bacteriën te doden.

"Net als een lichtschakelaar, veeg je met je vinger en zet je het licht aan of uit, de globale vouw van het RNA verandert in reactie op interacties met het signaalmolecuul, " zei Hines. "Mijn onderzoeksgroep werkt aan het ontwerpen van kleine moleculen die de interactie van de belangrijkste RNA-signaleringsmolecule kunnen verstoren om de schakelaar permanent uit te schakelen en de bacteriën specifiek te doden."

Om de structuur van deze potentiële nieuwe antibiotica te bepalen, De groep van Hines test hoe verschillende kleine moleculen interageren met de RNA-riboswitch. Omdat Hines de koppeling van hele bibliotheken van kleine moleculen op de riboswitch moet testen, ze gebruikt de kracht van de Oakley Cluster van het Ohio Supercomputer Center om het rekenproces te versnellen. Hierdoor kan ze meerdere RNA-sites testen tegen veel verschillende kleine moleculen om de beste koppeling te identificeren.

Terwijl het uitvoeren van een enkele berekening met één molecuul Hines twee minuten kan duren op haar laboratoriumcomputer, dezelfde berekening wordt gedaan bijna zodra ze het betreedt met behulp van de Oakley Cluster. Ze realiseert ook kostenbesparingen door gebruik te maken van MacroModel en Glide gedeelde softwarelicenties via OSC.

"Kortom, Ik kan me niet meer dan één computer in mijn lab veroorloven om eraan te werken, " Hines zei. "Als ik meerdere studenten heb met verschillende projecten, ze moeten achter elkaar in de rij gaan staan, terwijl bij het Ohio Supercomputer Center, ze kunnen er allemaal tegelijk aan werken. Hierdoor kunnen meer mensen tegelijkertijd onderzoek doen en lopen de berekeningen gewoon een stuk sneller."

Antibiotica zijn niet het enige farmaceutische gebied waar RNA veelbelovend is. traditioneel, aanzienlijke vooruitgang in de ontdekking van geneesmiddelen heeft plaatsgevonden door zich te richten op specifieke eiwitten of DNA. RNA is ook aanwezig in elke levende cel, maar werd in het verleden over het hoofd gezien als een potentieel therapeutisch doelwit. Omdat het betrokken is bij bijna elk biologisch chemisch proces, heeft toch een relatief eenvoudige structuur, het is een aantrekkelijk doelwit in de wereld van medicijnontdekking. Hines zei dat RNA pas de afgelopen jaren een belangrijke speler is geworden voor structurele en moleculaire biologen die op zoek zijn naar nieuwe therapieën.

"Het is gewoon verbluffend wat RNA doet in bacteriën, bij mensen en bij virussen, "Zei Hines. "We staan ​​nog maar aan het begin van het richten op RNA voor het ontdekken van geneesmiddelen en dus met RNA dat zo elegant betrokken is bij allerlei regelgevende processen, als je meer informatie krijgt over de beste manieren om RNA te targeten met kleine moleculen, je zou mogelijk nieuwe gebieden kunnen openen voor onderzoek naar kanker, antiviraal onderzoek, naast het antibacteriële onderzoek dat ik doe."