27.04.2004 · Mit Hilfe der „RNS-Interfernz“ ist es gelungen, komplexe genetische Funktionsweisen bei Würmern und Fliegen zu entschlüsseln. Eine verwandte Technik verspricht nun Fortschritte bei der Genjagd im Säugetier-Erbgut.
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Wie funktioniert ein Mensch?
Das komplizierte Funktionsnetz einzelner Zellen und Gewebe zu durchschauen, ist das große Ziel der modernen Biologie. Bei einfachen vielzelligen Organismen wie dem Wurm und der Fliege ist ihr dies bereits in beachtlicher Weise gelungen. Den Durchbruch brachte die Nutzung der RNS-Interferenz, einer Technik, mit der man mit Hilfe doppelsträngiger Ribonukleinsäuremoleküle (RNS) praktisch jedes einzelne Gen einer Zelle gezielt abschalten und den entsprechenden Funktionsausfall dann analysieren kann.
Doch die bei Würmern und Fliegen so erfolgreiche Technik brachte sie bei Säugetieren nicht weiter. Die in einzelne Zellen der Maus oder des Menschen eingeschleuste relativ lange doppelsträngige RNS zog chaotische Fehlsteuerungen nach sich, so daß man die Methode hier nicht nutzen konnte. Amerikanische und niederländische Forscher haben das Verfahren nun aber so modifiziert, daß es sich auch zur Analyse von Säugetierzellen eignet.
Kontrolle über ein Drittel aller menschlichen Gene
Die Wissenschaftler schleusten keine fertige doppelsträngige Interferenz-RNS in die Zellen ein, sondern veranlaßten die Säugetierzellen, kleine geninaktivierende RNS-Moleküle selbst herzustellen. Sie konstruierten Retroviren, in deren Genom sie Gensequenzen für solche RNS-Interferenz-Moleküle einbauten, und infizierten damit verschiedene Säugerzellen. Dort entstanden zunächst haarnadelförmig gefaltete RNS-Moleküle mit einem kurzen doppelsträngigen Abschnitt. Zellenzyme schnitten daraus dann kleine doppelsträngige Interferenz-RNS-Moleküle heraus. Diese inaktivierten Gene mit einem entsprechenden (homologen) Sequenzabschnitt, indem sie deren Boten-RNS in die Abbaumaschinerie drängten.
Die Forscher gewannen viele tausend kleine Haarnadel-RNS-Konstrukte, mit denen sich insgesamt fast zehntausend verschiedene menschliche Gene abschalten ließen ("Nature", Bd. 428, S. 427 und 431). Sie erhielten mit ihrer RNS-Bibliothek die Kontrolle über rund ein Drittel aller menschlichen Gene.
Neue Erkenntnisse
Katrien Berns und Marielle Hijmans vom Niederländischen Krebsforschungsinstitut in Amsterdam haben mit ihrem neuen Handwerkszeug herausgefunden, daß das als Krebsschutzgen bekannte p53-Gen offensichtlich noch weit mehr Kooperationspartner in der Zelle hat als bislang angenommen. Sie identifizierten fünf neue Gene, die mit diesem zentralen Gen der Wachstumskontrolle zusammenwirken.
Weil man mit den besonderen Rertroviren, die man für die Interferenz-RNS verwendet, zwar recht viele verschiedene menschliche Zellen infizieren kann, aber keineswegs alle, haben Patrick Paddison und seine Kollegen vom Cold Spring Harbor Laboratory in Bakterien noch weitere Varianten des Virus gewonnen. Die Forscher hoffen hiermit technisch so gut gewappnet zu sein, daß sie die Funktionszusammenhänge in gesunden und kranken menschlichen Zellen bald ebenso gut durchleuchten können wie in dem einfach gebauten Wurm und der Fliege.
