OMA and OPA—Software-Supported Mass Spectra Analysis of Native and Modified Nucleic Acids

The platform-independent software package consisting of the oligonucleotide mass assembler (OMA) and the oligonucleotide peak analyzer (OPA) was created to support the analysis of oligonucleotide mass spectra. It calculates all theoretically possible fragments of a given input sequence and annotates it to an experimental spectrum, thus, saving a large amount of manual processing time. The software performs analysis of precursor and product ion spectra of oligonucleotides and their analogues comprising user-defined modifications of the backbone, the nucleobases, or the sugar moiety, as well as adducts with metal ions or drugs. The ability to expand the library of building blocks and to implement individual structural variations makes it extremely useful for supporting the analysis of therapeutically active compounds. The functionality of the software tool is demonstrated on the examples of a platinated doublestranded oligonucleotide and a modified RNA sequence. Experiments also reveal the unique dissociation behavior of platinated higher-order DNA structures.

Highlights in Analytical Chemistry in Switzerland: OMA & OPA - A Software Tool for Mass Spectrometric Sequencing of Nucleic Acids

Oligonucleotides comprising unnatural building blocks, which interfere with the translation machinery, have gained increased attention for the treatment of gene-related diseases (e.g. antisense, RNAi). Due to structural modifications, synthetic oligonucleotides exhibit increased biostability and bioavailability upon administration. Consequently, classical enzyme-based sequencing methods are not applicable to their sequence elucidation and verification. Tandem mass spectrometry is the method of choice for performing such tasks, since gas-phase dissociation is not restricted to natural nucleic acids. However, tandem mass spectrometric analysis can generate product ion spectra of tremendous complexity, as the number of possible fragments grows rapidly with increasing sequence length. The fact that structural modifications affect the dissociation pathways greatly increases the variety of analytically valuable fragment ions. The gas-phase dissociation of oligonucleotides is characterized by the cleavage of one of the four bonds along the phosphodiester chain, by the accompanying loss of nucleases, and by the generation of internal fragments due to secondary backbone cleavage. For example, an 18-mer oligonucleotide yields a total number of 272’920 theoretical fragment ions. In contrast to the processing of peptide product ion spectra, which nowadays is highly automated, there is a lack of tools assisting the interpretation of oligonucleotide data. The existing web-based and stand-alone software applications are primarily designed for the sequence analysis of natural nucleic acids, but do not account for chemical modifications and adducts. Consequently, we developed a software to support the interpretation of mass spectrometric data of natural and modified nucleic acids and their adducts with chemotherapeutic agents.

Nele und Noa im Regenwald: Berner Material zur Förderung exekutiver Funktionen – Spielebox

„Lauf nach unten zur Oma und richte ihr aus, dass sie Papa und Opa um halb sieben am Bahnhof auf Gleis 4 abholen soll!“ – Ein Kind, das diesen Auftrag richtig ausführen soll, muss ihn kurzfristig im Gedächtnis behalten können und darf sich nicht ablenken lassen. Exekutive Funktionen sind z.B. dann wichtig, wenn Aufgaben neu oder komplex sind oder wenn es darauf ankommt, Reihenfolgen einzuhalten. Für die kognitive und soziale Entwicklung, v.a. für die Schulbereitschaft und für schulische Leistungen eines Kindes, spielen exekutive Funktionen eine zentrale Rolle. Dazu gehören die Fähigkeit zur Reaktionshemmung, das Arbeitsgedächtnis, Achtsamkeit und eine flexible Aufmerksamkeitssteuerung. Das Fördermaterial „Nele und Noa im Regenwald“ ist variabel einsetzbar. Es besteht aus 8 Spielen mit bunt illustrierten Spielkarten für Kinder zwischen 4 und 7 Jahren, die exekutive Funktionen und Achtsamkeit trainieren. Die Spiele sind in eine Rahmengeschichte eingebettet. Es kann ein 6-wöchiges Förderprogramm mit täglichen Einheiten durchgeführt werden, die Spiele können aber auch solo gespielt werden. Das Manual bietet Hintergrundinformation sowie verständliche, detaillierte Anleitungen für insgesamt 15 Spielvarianten.

Nele und Noa im Regenwald: Berner Material zur Förderung exekutiver Funktionen – Manual

„Lauf nach unten zur Oma und richte ihr aus, dass sie Papa und Opa um halb sieben am Bahnhof auf Gleis 4 abholen soll!“ – Ein Kind, das diesen Auftrag richtig ausführen soll, muss ihn kurzfristig im Gedächtnis behalten können und darf sich nicht ablenken lassen. Exekutive Funktionen sind z.B. dann wichtig, wenn Aufgaben neu oder komplex sind oder wenn es darauf ankommt, Reihenfolgen einzuhalten. Für die kognitive und soziale Entwicklung, v.a. für die Schulbereitschaft und für schulische Leistungen eines Kindes, spielen exekutive Funktionen eine zentrale Rolle. Dazu gehören die Fähigkeit zur Reaktionshemmung, das Arbeitsgedächtnis, Achtsamkeit und eine flexible Aufmerksamkeitssteuerung. Das Fördermaterial „Nele und Noa im Regenwald“ ist variabel einsetzbar. Es besteht aus 8 Spielen mit bunt illustrierten Spielkarten für Kinder zwischen 4 und 7 Jahren, die exekutive Funktionen und Achtsamkeit trainieren. Die Spiele sind in eine Rahmengeschichte eingebettet. Es kann ein 6-wöchiges Förderprogramm mit täglichen Einheiten durchgeführt werden, die Spiele können aber auch solo gespielt werden. Das Manual bietet Hintergrundinformation sowie verständliche, detaillierte Anleitungen für insgesamt 15 Spielvarianten.