Nobelpreis fürs Abschalten von Genen

2. Oktober 2006, 18:36
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Der Preis für Medizin wird den US-Forschern Andrew Fire und Craig Mello verliehen - sie entdeckten die so genannte RNA-Interferenz

Stockholm/Wien - Lange Zeit stand die Ribonukleinsäure (RNA) im Schatten ihrer großen Schwester, des Erbgutmoleküls Desoxyribonukleinsäure (DNA). RNA war bekannt als Molekül, das im Zellkern lediglich Botenarbeit verrichtet. Zwar wusste man, dass RNA vielseitig begabt ist - so kann sie etwa bei einigen Viren statt DNA als Erbgut fungieren - aber dennoch blieb das wahre Talent des heutigen Shootingstars der modernen Genforschung unterschätzt.

Die steile Karriere der RNA begann erst 1998 mit der Entdeckung der RNA-Interferenz (RNAi) durch Andrew Fire und Craig Mello (siehe unten) - dafür erhalten die beiden US-Forscher den mit 1,1 Millionen Euro dotierten diesjährigen Nobelpreis für Medizin, gab das Nobelpreiskomitee am Karolinska Institutet Montag in Stockholm bekannt.

Das Prinzip der RNA-Interferenz (RNAi) beruht auf Zerstörung von Boten-RNA. Diese Messenger-RNA (mRNA) genannten Boten haben die Aufgabe, die in der DNA kodierte Bauanleitung für Proteine, die genetische Information, abzulesen und in die Ribosomen, in die Eiweißfabriken der Zellen zu transportieren, in denen dann die entsprechenden Proteine hergestellt werden.

Mit RNAi kann die Produktion von Proteinen selektiv unterbunden, das entsprechende Gen damit lahm gelegt werden. Und zwar so präzise, dass die benachbarten Gene nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Das hat den Vorteil, dass die Auswirkungen auf den Organismus eindeutig dem nunmehr inaktiven Gen zugeordnet werden können: die Basis zur Erforschung der Funktion von einzelnen Erbgutschnipsel.

Aufgrund dieser Präzision hat RNAi nicht nur die genetische Grundlagenforschung revolutioniert, sondern hat sich auch in der pharmazeutischen Forschung als wichtiges Hilfsmittel etabliert, mit dem man neue Zielmoleküle für medizinische Wirkstoffe Zeit sparend und kostengünstig identifizieren kann. Außerdem gibt es berechtigte Hoffnungen, dass man dereinst Autoimmunerkrankungen und sogar Krebs bekämpfen könnte, indem man derart das verursachende Gen kurzerhand blockiert.

An dem von Fire und Mello 1998 entdeckten Mechanismus sind verschiedene zelleigene Enzyme beteiligt, von denen aber noch nicht alle identifiziert werden konnten. Als gesichert gilt, dass zu Beginn des Prozesses ein Enzym namens Dicer in der Zelle befindliche doppelsträngige RNA (dsRNA) in kurze Moleküle zerschneidet. Wenn sich daraufhin gewisse Proteine an diese small interfering RNAs (siRNA) anlagern, entsteht RISC (RNA Induced Silencing Complex), der die noch immer doppelsträngige Nukleotidsequenz in zwei einzelne RNA-Stränge entwindet. Dann beginnt das Genabschalten.

RISC verhält sich dabei wie Pacman, der im gleichnamigen Computerspiel nur einen Auftrag kennt - finden und fressen: RISC sucht die Nukleotidsequenz der Boten-RNA, die spiegelbildlich einem der beiden siRNA-Stränge entspricht, und koppelt an diese an. Daraufhin erwacht in RISC das Enzym Argonaute: Das schneidet die Boten-RNA auseinander. Dadurch geht die im Boten kodierte Information verloren, bevor sie in die Ribosomen transportiert werden konnte - als ob ein Brief zerrissen und weggeworfen würde, bevor er seinen Empfänger erreicht. Die Bauanleitung für Proteine geht auf dem Weg vom Gen zur Eiweißfabrik verloren, die eigentliche Funktion des Gens ist abgeschaltet.

---> Zu den Personen

Zu den Personen

Andrew Z. Fire wurde 1959 in Santa Clara County geboren. Er studierte Medizin an der University of California in Berkeley, ging dann ans Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Dort arbeitete er unter dem späteren Nobelpreisträger Philip Sharp im Bereich Zellbiologie. 1983 ging er nach Cambridge in England zu Sidney Brenner. Bei diesem begann er seine Forschungen am Fadenwurm Caenorhabditis elegans - in diesem Lieblingstier der Genetiker entdeckte er auch gemeinsam mit Craig Mello die RNA-Interferenz. Seit 2003 arbeitet er an der Stanford University School of Medicine.

Craig C. Mello wurde 1960 geboren. Er studierte Medizin an der Brown und der Harvard University. Anschließend forschte er am Fred Hutchinson Cancer Research Center, bevor er 1994 als Professor für Molekulare Medizin an die University of Massachusetts wechselte, wo er bis heute arbeitet. Von dort aus knüpfte er enge Kontakte zu Fire, der wie Mello damals im C. elegans auf demselben Gebiet forschte. Ihre bahnbrechende Erkenntnis publizierten die beiden 1998 in "Nature". Dafür wurden er und Fire heuer bereits mit dem deutschen Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Preis ausgezeichnet. (Andreas Feiertag/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 3. 10. 2006)

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    Craig C. Mello (links) und Andrew Z. Fire

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