Doktorsvörn í efnafræði - Anna-Lena Johanna Segler

Streymi

Doktorsefni: Anna-Lena Johanna Segler

Heiti ritgerðar: Efnasmíði á DNA og RNA sem innihalda stíf spuna- og flúrljómandi merki til rannsókna með EPR- og flúrljómunarlitrófsgreiningum (Synthesis of DNA and RNA containing rigid spin- and fluorescent labels for studies by EPR and fluorescence spectroscopies)

Andmælendur:
Dr. Stefán Jónsson, framkvæmdastjóri hjá Alvotech
Dr. Claudia Höbartner, prófessor við Efnafræði- og lyfjafræðideild Háskólans í Würzburg, Þýskalandi

Leiðbeinandi: Dr. Snorri Þór Sigurðsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Óttar Rolfsson, prófessor við Læknadeild Háskóla Íslands
Dr. Guðmundur G. Haraldsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands
Dr. Benjamín Ragnar Sveinbjörnsson, lektor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands

Doktorsvörn stýrir: Dr. Einar Örn Sveinbjörnsson, prófessor og deildarforseti Raunvísindadeildar Háskóla Íslands

Ágrip

Til að fá vitneskju um virkni kjarnsýra er nauðsynlegt að rannsaka byggingu og hreyfingu þeirra. Litrófsgreiningar sem byggja á rafeindasegulómun (e. electron paramagnetic resonance, EPR) og flúrljómun eru mjög næmar og gagnlegar aðferðir til að rannsaka kjarnsýrur. Til að unnt sé að beita slíkum mæliaðferðum er nauðsynlegt að innleiða meðseglandi og flúrljómandi merki inn í kjarnsýrurnar. Þessi doktorsritgerð lýsir efnasmíði á stífum spuna- og flúrljómandi merkjum og innleiðingu þeirra inn í DNA og RNA til rannsókna á byggingu og hreyfingu kjarnsýra með EPR- og flúrljómunarlitrófsgreiningum.

Fyrsti hluti ritgerðarinnar lýsir hvernig tekið var á þrálátu vandamáli sem tengist spunamerkingu kjarnsýra, nánar tiltekið afoxun nítroxíða þegar kjarnsýrur eru smíðaðar á föstu efni (e. solid-phase synthesis). Bensóýl hópur var notaður til að vernda nítroxíðið með því að afoxa það í hýdroxýlamín, sem í kjölfarið var bensóýlað. Þessi aðferð var notuð til að innleiða stífa spunamerkið Çm ólaskað inn í RNA. Þessa verndunaraðferð ætti að nýtast almennt til að innleiða nítroxíð-spunamerki inn í kjarnsýrur með fosfóramidíð-efnasmíðum (e. phosphoramidite approach).

Í öðrum hluta ritgerðarinnar er fjallað um merkingu ákveðinna kjarnsýra með stífum spuna- og flúrljómandi merkjum, nánar tiltekið Ç, Çm og Çmf. Stífu spunamerkin Ç og Çm voru innleidd í DNA og RNA sameindir til rannsókna í rannsóknarhópi prófessor Thomas F. Prisner við Goethe Háskólann í Frankfurt, með PELDOR (e. pulsed electron-electron double resonance) litrófsgreiningu. Þar að auki var Çmf, flúrljómandi afleiðan af  Çm, innleidd í ýmsar RNA sameindir til rannsókna með flúrljómun í rannsóknarhópi prófessor Josefs Wachtveitl við Goethe-háskólann í Frankfurt.

Loks lýsir þriðji hluti ritgerðarinnar hönnun og smíði á nýjum stífum spunamerkjum, Ċ og Ċm, fyrir DNA og RNA, sem hafa karbasólbyggingu og eru afleiður af sýtidíni. Kristalgreining bendir til að Ċ og Ċm séu enn stífari en spunamerkin Ç og Çm. Ċ og Ċm voru innleidd í ýmis fákirni (e. oligonucleotides) og var sýnt fram á að Ċ og Ċm raska ekki byggingu tvístrendinga (e. duplex). Þessi nýju stífu spunamerki eru vænleg fyrir rannsóknir á byggingu og hreyfingu DNA og RNA með púlsuðum EPR mælingum.

Um doktorsefnið

Anna-Lena fæddist í Rendsburg í Þýskalandi árið 1990 en flutti ásamt fjölskyldu sinni til Íslands árið 1998. Hún lauk B.Sc. gráðu í efnafræði við Háskóla Íslands árið 2016. Anna-Lena hóf meistaranám í efnafræði við Háskóla Íslands árið 2016 en skipti yfir í doktorsnám árið 2017.