Ökningen av antibiotikaresistens bland vanliga infektiösa bakterier är ett oroande hälsorisk som har många forskare som letar efter en lösning. Jennifer Hines, Ph.D., professor i kemi och biokemi vid Ohio University, är en av få som letar efter ribonukleinsyra (RNA) strukturer för upptäckt av nya läkemedel. Hennes forskargrupp studerar en nyckelregulator för bakteriellt genuttryck som består av RNA, kallade en riboswitch, som kan vara avgörande för att utforma nya läkemedel för att döda bakterier.

"Precis som en ljusströmbrytare slår du med fingret och tänder eller släcker ljuset, den globala vikningen av RNA förändras som svar på interaktioner med signalmolekylen, "Hines sa." Min forskargrupp arbetar för att designa små molekyler som kan störa den viktiga RNA -signalmolekylinteraktionen för att permanent stänga av strömbrytaren och döda bakterierna specifikt. "

För att bestämma strukturen för dessa potentiella nya antibiotika, Hines grupp testar hur olika små molekyler interagerar med RNA -riboswitch. Eftersom Hines måste testa dockning av hela bibliotek med små molekyler på riboswitch, hon använder kraften i Ohio Supercomputer Center's Oakley Cluster för att påskynda beräkningsprocessen. Detta gör att hon kan testa flera RNA -platser mot många olika små molekyler för att identifiera den bästa parningen.

Medan en enda beräkning med en molekyl kan ta Hines två minuter på sin labbdator, samma beräkning görs nästan så snart hon går in i det med hjälp av Oakley Cluster. Hon inser också kostnadsbesparingar genom att använda MacroModel och Glide delade programvarulicenser via OSC.

"Slutsats, Jag har inte råd med mer än en dator i mitt labb att arbeta med det, "Sa Hines." Om jag har flera studenter med olika projekt, de måste ställa upp efter varandra medan med Ohio Supercomputer Center, de kan alla jobba på det samtidigt. Det gör att fler kan undersöka samtidigt och beräkningarna går bara mycket snabbare. "

Antibiotika är inte det enda läkemedelsområdet där RNA lovar. Traditionellt, betydande framsteg inom upptäckten av läkemedel har skett genom att rikta in specifika proteiner eller DNA. RNA finns också i varje levande cell, men tidigare förbises man som ett potentiellt terapeutiskt mål. Eftersom det är inblandat i nästan alla biologiska kemiska processer, men har en relativt enkel struktur, det ger ett lockande mål i världen av läkemedelsupptäckt. Hines sa att det är bara under de senaste åren som RNA har blivit en stor aktör för struktur- och molekylärbiologer som letar efter nya terapier.

"Det är bara häpnadsväckande vad RNA gör i bakterier, hos människor och virus, "Sa Hines." Vi är precis i gryningen för att rikta in oss på RNA för upptäckt av läkemedel och så med att RNA är så elegant involverat i alla möjliga regleringsprocesser, om du får mer information om de bästa sätten att rikta RNA med små molekyler, du kan eventuellt öppna nya områden för cancerforskning, antiviral forskning, förutom den antibakteriella forskning som jag gör. "