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Titelthema: Therapeutische Veränderung der Genexpression: Die RNA-Revolution

Lange haben Forscher sie verkannt: Ribonukleinsäuren seien lediglich so etwas wie Haushälter der Zellen, lautete die vorherrschende Meinung. Mehr und mehr wird jedoch klar, dass genau diese Moleküle die Entwicklung völlig neuer Medikamente ermöglichen.
Neuron mit Nanobot

Zehntausende von Molekülen, welche die scheinbar chaotischen Abläufe in den Zellen organisieren, haben Biologen bislang schon identifiziert. Und sie haben ihr schnell wachsendes Wissen genutzt, um verschiedenste Medikamente und Therapiestrategien zu entwickeln. Über Jahrzehnte konzentrierten sich die Bemühungen der Medizinforscher dabei auf zwei Molekülklassen: die DNA als dauerhaften Speicher für die Erbinformation sowie Proteine, die verschiedenste Aufgaben in den Zellen erfüllen. Die Entdeckungen im Bereich Letzterer führten zu medizinischen Fortschritten wie synthetischem Insulin, Interferonen und zielgerichteten Krebsmedikamenten. Aber auch mehrere Gentherapien, die an der DNA ansetzen, stehen mittlerweile vor dem Einsatz.

Ein dritter Typ von Biomolekülen wurde angesichts dieser Erfolge lange übersehen: die RNA oder Ribonukleinsäure. Sie enthält wie ihre bekanntere Schwester DNA Erbinformationen in Form einer Abfolge von vier verschiedenen "Buchstaben". Im Unterschied zu dieser liegt sie jedoch in unseren Zellen meist nicht als Doppelhelix, sondern als Einzelstrang vor und ist chemisch weniger stabil. Viele RNAs werden daher im turbulenten Milieu des Zellplasmas rasch abgebaut.

Viel mehr als nur ein bescheidener Hausdiener

In den 1950er und 1960er Jahren betrachteten die Biologen die RNA als eine Art Dienstbotenmolekül, das Nachrichten überbringt, Nachschub koordiniert und die Zelle insgesamt in Ordnung hält. Dabei blieb es auch für die nächsten Jahrzehnte – bis Forscher Ende des 20. Jahrhunderts gleich mehrere Typen von RNA entdeckten, die alles andere sind als bescheidene Hausdiener. Im Gegenteil, diese Moleküle kontrollieren das Verhalten von DNA und Proteinen: Sie steigern oder reduzieren gezielt deren Aktivität oder schalten sie sogar ganz aus. Solche RNAs eröffnen ganz neue Wege zur Entwicklung von Therapien gegen Krebs, Infektionen und viele chronische Erkrankungen. ...

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  • Quellen

Bikard, D., Marraffini, L. A.: Control of Gene Expression by CRISPR-Cas Systems. In: F1000Prime Reports 5:47, 2013

Ghildiyal, M., Zamore, P. D.: Small Silencing RNAs: An Expanding Universe. In: Nature Reviews Genetics 10, S. 94 - 108, 2009

van Rooij, E. et al.: Developing MicroRNA Therapeutics. In: Circulation Research 110, S. 496 - 507, 2012