De meeste medicijnen werken door te sleutelen aan het gedrag van eiwitten. Als bemoeizuchtige collega's, deze moleculen zijn ontworpen om hun doeleiwitten vast te houden en te voorkomen dat ze doen wat ze moeten doen.

Als een eiwit verantwoordelijk is voor het versnellen van een reactie, het medicijn helpt de reactie te vertragen. Als een eiwit als poortwachter van een cel dient, regelen wat erin komt en wat eruit blijft, een medicijn verandert hoeveel moleculen het doorlaat.

Maar eiwitten zijn niet de enige doeners en shakers in ons lichaam. Wetenschappers ontdekken dat RNA-strengen - vooral bekend om hun rol bij het overbrengen van genetische informatie van kerngebonden DNA naar de eiwitproductiemachine van de cel - ook een belangrijke rol kunnen spelen bij het reguleren van ziekten.

"Er is wat sommige mensen een RNA-revolutie noemen, " zei Amanda Hargrove, assistent-professor scheikunde aan Duke. "Bij sommige ziekten niet-coderende RNA's, of RNA's die niet in eiwitten veranderen, lijken de beste voorspellers van ziekte te zijn, en zelfs om de ziekte te veroorzaken."

Hargrove en haar team bij Duke werken aan het ontwerpen van nieuwe soorten medicijnen die zich richten op RNA in plaats van eiwitten. RNA-gerichte medicijnmoleculen hebben de potentiële hulp bij de behandeling van ziekten zoals prostaatkanker en HIV, maar het vinden ervan is geen gemakkelijke taak. De meeste medicijnen zijn ontworpen om te interfereren met eiwitten, en hebben gewoon niet dezelfde effecten op RNA.

Een deel van het probleem is dat RNA en eiwitten veel fundamentele verschillen hebben, aldus Hargrove. Terwijl eiwitten zijn gemaakt van strengen van twintig aminozuren die in talloze verschillende vormen kunnen draaien, RNA is gemaakt van strengen van slechts vier basen:adenine, guanine, cytosine en uracil.

"Mensen screenen al geruime tijd medicijnen op verschillende soorten RNA, en historisch gezien niet veel succes hebben gehad, "Zei Hargrove. "Dit riep de vraag op, omdat RNA zulke chemisch andere eigenschappen heeft dan eiwitten, is er iets anders aan de kleine moleculen die we nodig hebben om RNA te targeten?"

Er achter komen, afgestudeerde student Brittany Morgan en onderzoeksmedewerker Jordan Forte hebben de wetenschappelijke literatuur doorzocht om 104 kleine moleculen te identificeren waarvan bekend is dat ze interageren met specifieke soorten RNA. Vervolgens analyseerden ze 20 verschillende eigenschappen van deze moleculen, en vergeleken hun eigenschappen met die van verzamelingen medicijnmoleculen waarvan bekend is dat ze interageren met eiwitten.

Het team vond significante verschillen in vorm, atomaire samenstelling, en lading tussen de RNA-actieve moleculen en de eiwit-actieve moleculen. Ze zijn van plan de resultaten te gebruiken om een ​​verzameling moleculen samen te stellen, een bibliotheek genoemd, die zijn gekozen om de "taal" van de RNA-actieve moleculen beter te spreken. Ze hopen dat deze verzameling moleculen waarschijnlijker op therapeutisch gunstige manieren zal interageren met RNA.

"We ontdekten dat er verschillen zijn tussen de RNA-gerichte moleculen en de eiwitgerichte medicijnen, en sommige zijn behoorlijk opvallend, "Zei Hargrove. "Wat dat betekent, is dat we onze screeningbibliotheken kunnen gaan verrijken met dit soort moleculen, en dit soort moleculen maken, om meer geluk te hebben bij het richten op RNA."