Geheimnis gelöst: Wie Gene selektiv zum Schweigen gebracht werden

Geheimnis gelöst: Wie Gene selektiv zum Schweigen gebracht werden
Geheimnis gelöst: Wie Gene selektiv zum Schweigen gebracht werden
Anonim

Unser genetisches Material wird oft mit einem Buch verglichen. Allerdings ist es nicht so sehr wie ein Roman, den man am Stück liest, sondern eher wie ein Kochbuch. Die Zelle liest nur die Rezepte, die gerade gekocht werden sollen. Die Rezepte sind die Gene; „Lesen“im Buch der Zelle bedeutet, RNA-Kopien einzelner Gene zu erstellen, die dann in Proteine ​​übersetzt werden.

Die Zelle sorgt mit hochkomplexen, ausgeklügelten Regulationsmechanismen dafür, dass nicht alle Gene gleichzeitig abgelesen werden. Bestimmte Gensch alter müssen aktiviert werden, und außerdem gibt es bestimmte chemische Markierungen in der DNA, die bestimmen, welche Gene in RNA transkribiert werden und welche anderen nicht zugänglich sind, d.h.e. wo das Buch buchstäblich geschlossen bleibt. Der biologische Fachbegriff dafür ist epigenetische Genregulation.

Zu den gut untersuchten epigenetischen Mechanismen gehört das Stummsch alten von Genen durch Methylgruppen. Dies geschieht durch spezialisierte Enzyme namens Methyltransferasen, die Methylmarkierungen an bestimmte „Buchstaben“eines Gens anbringen, wodurch der Zugang zum gesamten Gen blockiert wird. „Eines der großen Rätsel der modernen Molekularbiologie ist: Woher wissen Methyltransferasen, wo sie ihre Markierung anbringen müssen, um ein einzelnes Gen selektiv zu inaktivieren?“sagt Professorin Ingrid Grummt vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ).

Grummt ist der Lösung dieses Rätsels nun viel näher gekommen. Sie hat sich darauf konzentriert, jene Textstellen im Erbgut zu studieren, die keine Rezepte enth alten. Dennoch werden diese Texte kontrolliert in RNA-Moleküle transkribiert. „Diese sogenannten nichtkodierenden RNAs enth alten keine Rezepturen für Proteine.Sie sind wichtige Regulatoren in der Zelle, die wir gerade erst zu verstehen beginnen“, sagt Ingrid Grummt.

In ihrer jüngsten Arbeit haben Grummt und ihre Mitarbeiter erstmals gezeigt, dass epigenetische Regulation und Regulation durch nichtkodierende RNAs interagieren. Die Wissenschaftler schleusten ein nichtkodierendes RNA-Molekül namens pRNA künstlich in Zellen ein. Dadurch werden an einem bestimmten Gensch alter Methylmarkierungen angebracht, sodass die dahinter liegenden Gene nicht abgelesen werden. Der Trick besteht darin, dass die pRNA genau mit der DNA-Sequenz dieses Gensch alters übereinstimmt (komplementär dazu ist). Die Forscher fanden heraus, dass die pRNA im Bereich dieses Gensch alters mit den beiden DNA-Strängen eine Art Zopf, eine Tripelhelix, bildet. Methyltransferasen wiederum können an diesen „Zopf“spezifisch andocken und werden so genau dorthin gelenkt, wo ein Gen blockiert werden soll.

Mehr als die Hälfte unseres genetischen Materials wird in nichtkodierende RNA transkribiert. Das veranlasst Ingrid Grummt zu Spekulationen: „Es ist sehr gut möglich, dass es für alle vorübergehend stillgelegten Gene genau passende nichtkodierende RNA-Moleküle gibt.Dies würde erklären, wie eine so große Anzahl von Genen selektiv an- und abgesch altet werden kann."

Beliebtes Thema