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Zellbiologie: Einmal Müllkippe und zurück

Im Wochentakt liefert sie der Forschergemeinde neue Überaschungen: Die RNA kommt einfach nicht zur Ruhe - und das im wörtlichen Sinn. Denn sogar aus dem Müll kehrt sie ins Leben zurück.
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Der Botenjunge muss sich einiges gefallen lassen. Kaum ist er zur Welt gekommen, wird er zerstückelt und kurz drauf wieder zusammengeflickt. Durch ein enges Loch zwängt man ihn hinaus aus seinem Geburtshaus. Dann schleppen ihn dicke Schergen, die den kleinen Kurier immerzu im Würgegriff halten, weiter zu dem Ort, wo er seine Kunde überbringen soll.

Aber auch dort kommt er nicht zum Luftschnappen. Ohne zu zögern springen sofort ein paar Dutzend mächtige Inquisitoren auf ihn, um die Botschaft aus ihm heraus zu quetschen. Und sind sie endlich damit fertig und wissen alles, was sie brauchen, wird er wiederum gepackt – und ab mit dem Wicht auf die Halde, wo er erschöpft sein kurzes Leben aushaucht.

Dem Boten gälte sicher unser vollstes Mitleid – wenn er nicht bloß ein Molekül wäre: nämlich die Messenger- oder Boten-RNA – kurz mRNA. Der rüde Umgang mit ihr erklärt sich zum Teil dadurch, dass sie nicht nur Überbringer, sondern selbst Nachricht ist. Und hat sie ihre Kunde – also sich selbst – einmal überbracht, machen die Handlanger der Zelle eben kurzen Prozess mit ihr, bevor sie womöglich noch irgendwo Verwirrung stiftet.

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Polysomen | Um von einer mRNA möglichst viele Proteine in kurzer Zeit zu bilden, springen gleich mehrere der Eiweißfabriken auf eine mRNA-Ketten: Im Mikroskop erscheint dann ein Polysom.
Das Dasein einer jeden mRNA beginnt tief im Zellkern als Abschrift eines Gens der DNA. Ziel ihres Weges sind der Ort der Translation – die Ribosomen. Diese übersetzen die Nukleinsäuresequenz rasend schnell, Aminosäure für Aminosäure, in ein Protein. Um die Information gleich mehrfach zu nutzen, setzen sich dabei eine ganze Reihe von Ribosomen auf die mRNA-Kette. Die im Elektronenmikroskop sichtbare Struktur bezeichnen Zellbiologen als Polysom.

Dass der Bote dann anschließend auf einer Art Müllkippe landet, ist erst seit kurzem bekannt. Roy Parker vom Howard Hughes Medical Institute entdeckte im Jahr 2003 im Zellplasma verstreute kleine Flecken, wo ausgebrauchte mRNAs und RNA abbauende Enzyme deponiert sind. Die Kleckse nannte er "P-Bodies", also P-Körperchen.

Dabei enstand der Name aus einer Verlegenheitslösung – P-Bodies steht für Processing-Bodies, was eigentlich nicht mehr aussagt als: "Da tut sich was." Aber was genau, ist noch alles andere als klar.

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P-Bodies | P-Bodies (rot) in einer menschlichen Tumorzelle: Die Färbung erscheint auf Grund der Markierung des sich dort ansammelnden Proteins RCK, das die Translation stoppt, indem es die mRNA-Kappe destabilisiert.
Die nun von Parker vorgelegten Forschungsergebnisse legen nahe, dass es sich bei den P-Bodies nicht ausschließlich um einen RNA-Friedhof handelt. Denn zuweilen scheinen die ausgelaugten Boten noch einmal von dort weggezerrt zu werden, um ein weiteres Mal an den Ribosomen verhört zu werden. Das jedenfalls spielt sich, wie Parker und seine Kollegen herausfanden, bei der Bäckerhefe ab. Diese recycelt die alten Gen-Abschriften aus dem mRNA-Mülleimer, um damit aufs Neue Proteine herzustellen [1].

Über das Schicksal einer Boten-RNA – zum Polysom oder zum P-Body – entscheidet, in welchem Kostüm sie auftritt: Auf ihrem Weg vom Zellkern zu den Ribosomen bekommt sie üblicherweise vorne eine Guanin-Kappe und hinten einen langen Schwanz von Adenin-Molekülen angehängt. Während der Translation verkürzt sich dann der Adenin-Schwanz – er lässt sozusagen Federn –, und die Boten-RNA wird zur Entsorgung in die P-Bodies geschickt. Als die Wissenschaftler dort jedoch das Abziehen der Kappe blockierten, kehrten die Moleküle bald wieder aus dem Mülleimer zu den Riobosomen zurück.

Zusammen mit seinem Kollegen Jeff Coller entdeckte Parker auch die Eiweiße, welche die Dekostümierung der RNA betreiben beziehungsweise dieser entgegenwirken – und damit über Abbau oder Recycling entscheiden [2]. Gregory Hannon vom Cold Spring Harbor Labor identifizierte kürzlich die P-Bodies als die Orte, wo die seit Jahren für Aufsehen sorgende RNA-Interferenz (RNAi) stattfindet – also der Prozess, bei dem winzige RNA-Schnipsel das Ablesen ganz bestimmter Gene blockieren. Demnach wären die P-Bodies gar keine Zentraldeponie für alle mRNAs, sondern nur für die per RNAi ausgeschalteten – quasi für den Sondermüll [3] .

Parker jedenfalls ist sich sicher, dass die P-Bodies eine sehr viel weit reichendere Bedeutung für die Zelle haben als bislang angenommen und spricht – ob der möglichen Doppelfunktion als Müllhalde und Lager – von einem mRNA-Zyklus. Doch auch wenn die RNA-Boten nach ihrem rasanten Marsch durch die zellulären Institutionen noch einmal zurückkehren – das Comeback ist wahrscheinlich von eher kurzer Dauer, denn mRNA ist ein ziemlich labiler Stoff.

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