Forschende der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) haben einen neuen Prozess entdeckt, der mRNA-Moleküle im menschlichen Körper besonders effizient abbaut. Etwa für die Behandlung von Krebs könnte das von Nutzen sein.
Messenger-Ribonukleinsäuren, kurz mRNA, enthalten die detaillierten Baupläne für Proteine, die von den Ribosomen gelesen und in Proteine umgesetzt werden. Diese steuern beispielsweise unsere Zellteilung, sorgen für ein starkes Immunsystem und machen unsere Zellen widerstandsfähig gegen Angriffe von außen.
Zusätzlich übernehmen sogenannte RNA-Modifikationen, kleine chemische Veränderungen, zusätzliche Arbeitsanweisungen: zum Beispiel, wenn ein Protein besonders schnell hergestellt werden muss oder der Bauplan fehlerhaft ist. Dazu binden sich diese einzelnen Bestandteile an die mRNA.
Mit einer speziellen Modifikation, dem N6-Methyladenosin (kurz m6A), haben sich jetzt JMU-Forschende beschäftigt. Interessant für die Wissenschaft ist m6A deshalb, weil diese Modifikation häufig bei Menschen verändert ist, die unter Stoffwechselstörungen, Krebs oder Herzerkrankungen leide.
Heftet sich m6A an eine mRNA, löst dies den Abbau der mRNA aus, sobald die ersten Proteine nach dem enthaltenen Bauplan hergestellt wurden. Das ist besonders wichtig für Proteine, die nicht zu viel hergestellt werden dürfen, da dies schädlich die Zelle wäre. Diesen Abbauprozess haben die Würzburger Forschenden nun weltweit als erste entdeckt und beobachtet: Er koppelt den Abbau einer mRNA direkt an die produzierten Proteine und geht deutlich schneller und effizienter vonstatten als bisher bekannte Mechanismen zum Abbau von mRNA.
Dieser besondere Abbauweg funktioniert nur dann, wenn m6A in bestimmten Regionen der mRNA sitzt. Vor allem Baupläne für Proteine, die an der Ausdifferenzierung von Zellen beteiligt sind – die also festlegen, ob eine Zelle als Nervenzelle, Muskelzelle, Hautzelle oder einer anderen Form existieren wird, werden derart markiert.
Medikamente, die die Anheftung von m6A an mRNA steuern, könnten sich diesen Prozess zunutze machen. Indem sie m6A gezielt unterdrücken, ließen sich verstärkt Proteine mit erwünschten Funktionen produzieren – und umgekehrt die Produktion unerwünschter Proteine hemmen.
Künftig wollen die Forschenden noch detaillierter untersuchen, wie der Abbau von mit m6A gekennzeichneter mRNA vonstattengeht, zum Beispiel woran genau Ribosomen die Modifikation erkennen. Zusätzlich soll es darum gehen, wie sich der gezielte mRNA-Abbau durch m6A klinisch nutzbar machen lässt.