RNAs bringen Gene zum Schweigen

RNA-Moleküle sind die mobilen Boten der Gene. Sie tragen die Information zur Herstellung von Eiweißen von der DNA zu den Ribosomen. Darüberhinaus haben alle Lebewesen weitere winzige RNA-Moleküle, die die Boten-RNAs und damit die Proteinproduktion behindern können. Biologen haben nun entdeckt, dass solche microRNAs auch direkt mit Genen in Kontakt treten und diese dadurch abschalten können.

Mit Ausnahme einiger Viren wird in allen Lebewesen die Erbinformation, die Summe all ihrer Gene, in Form von DNA gespeichert. Aktive Gene werden in Boten-RNAs, die so genannten mRNAs, umgeschrieben, die als Blaupausen für die Produktion von Proteinen an den Ribosomen dienen. Inaktive Gene werden nicht in mRNAs „übersetzt“.

Balance zwischen an- und abgeschalteten Genen

Die feine Balance zwischen an- und abgeschalteten Genen ist in verschiedenen Organen unterschiedlich und verändert sich im Laufe der Entwicklung und unter Umwelteinflüssen. Wird diese Balance gestört, kommt es zu Missbildungen und Krankheiten wie zum Beispiel Krebs.

2006 bekamen die amerikanischen Biologen Mello & Fire einen Nobelpreis für ihre Entdeckung, dass im Fadenwurm C. elegans winzig kleine RNA-Moleküle sich an mRNAs anlagern können und so verhindern, dass diese in Proteine übersetzt werden.

Hinzufügen von Methylgruppen entscheidend

Nun beschreiben die Wissenschaftler der Universität Freiburg um Wolfgang Frank und Professor Ralf Reski zusammen mit Forschern des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie in Tübingen in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Cell“, dass microRNAs nicht nur indirekt über die Behinderung von mRNAs, sondern auch direkt Gene abschalten können.

Dabei werden diese Gene chemisch durch das Hinzufügen von Methylgruppen stillgelegt. Solche Veränderungen werden in der Fachsprache als Epigenetik bezeichnet.

Neuer Genregulation-Mechanismus

Diesen neuen Mechanismus der Genregulation haben die Forscher beim Kleinen Blasenmützenmoos Physcomitrella patens gefunden. Als sie so genannte Knockout-Moose erstellten, waren sie von dem Effekt überrascht, weil er allen bisherigen Erwartungen widersprach. Nun vermuten sie, dass der von ihnen aufgedeckte Mechanismus zur Genregulation nicht nur beim Moos vorkommt, sondern in vielen anderen Lebewesen, einschließlich uns Menschen.

(idw – Universität Freiburg im Breisgau, 11.01.2010 – DLO)