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Dies beschloss der wissenschaftliche Stiftungsrat
der Paul Ehrlich-Stiftung. In der Begründung heißt es: "Die
RNA-Interferenz ist eine vergleichsweise einfache und universelle
Methode, um einzelne Gene abzuschalten, indem ihre Boten-RNA über
einen komplexen Mechanismus mit Hilfe von doppelsträngigen kleinen
RNA-Molekülen gezielt abgebaut wird. Sie ist in den vergangenen Jahren
zu einem unverzichtbaren Werkzeug der Grundlagenforschung geworden und
hat bereits jetzt einen unschätzbaren Beitrag zum Verständnis
molekularer und damit auch medizinisch relevanter Zusammenhänge
geschaffen. Andrew Fire und Craig Mello haben mit ihrer Arbeit hierfür
die Grundlagen geschaffen."
Fire und Mello entdeckten mit der RNA-Interferenz
ein universelles System der Genregulation. Das Verfahren kann
prinzipiell auf jede RNA-Sequenz angewendet werden und stellt damit
ein ideales Werkzeug dar, zelluläre Gene für die funktionelle
Genomanalyse gezielt vorübergehend abzuschalten, um deren Funktion zu
verstehen. Die Einsatzmöglichkeiten dieser Methode sind so vielfältig,
dass die Fachzeitschrift "Science" die von Mello und Fire entdeckten
siRNAs im Dezember des Jahres 2002 als "Durchbruch des Jahres"
feierten.
Der Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Preis,
der am 14. März 2006 in der Frankfurter Paulskirche verliehen wird,
gehört zu den höchsten und international renommiertesten
Auszeichnungen, die in der Bundesrepublik Deutschland auf dem Gebiet
der Medizin vergeben werden. Zum ersten Mal wird am 14. März 2006 auch
der mit 60.000 Euro dotierte Paul Ehrlich-Nachwuchspreis vergeben. Der
in diesem Jahr erstmals ausgeschriebene Preis zeichnet
Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler, die das 40.
Lebensjahr noch nicht vollendet haben, für hervorragende
biomedizinische Forschung an deutschen Forschungsinstitutionen aus.
Bedeutung von RNA-Interferenz
Das Erbgut jeder tierischen und pflanzlichen Zelle
enthält Tausende von Genen. Damit immer nur diejenigen Gene in
Proteine übersetzt werden, die jeweils benötigt werden, bedient sich
die Zelle verschiedener Schutzmechanismen. Diese regulieren effektiv,
welche Gene in Boten-RNA umgeschrieben werden, die als Blaupause für
die Proteinsynthese durch die zellulären Proteinfabriken, die
Ribosomen, dient. Doch nicht nur körpereigene Gene müssen je nach
Entwicklungsstadium und Zellfunktion stillgelegt werden. Wichtiger
noch ist es, dass die Zelle schädliche Gene, zum Beispiel Gene von
Krankheitserregern, abfängt und inaktiviert. Hierzu hat sie im Laufe
der Evolution effektive Sicherheitssysteme entwickelt, darunter die
1998 von Craig Mello und Andrew Fire entdeckte RNA-Interferenz.
Fast alle pflanzlichen und tierischen Zellen nutzen
diesen Schutzmechanismen, um die RNA-Abschriften von potenziell
gefährlichen Genen zu zerstören, bevor diese in Proteine übersetzt
werden können. Mit Hilfe von RNA-Interferenz reguliert die Zelle
darüber hinaus die Aktivität normaler Gene im Verlauf von Wachstum und
Entwicklung, denn in einer Muskelzelle sind beispielsweise andere Gene
aktiv als in einer Nervenzelle.
Wie funktioniert RNA-Interferenz?
Bei der RNA-Interferenz verhindert die Zelle die
Expression eines Gens, indem sie kleine doppelsträngige RNA-Moleküle (siRNA)
bildet. Diese entstehen, wenn ein Enzym namens Dicer (Häcksler)
längere doppelsträngige RNA-Moleküle - virale RNA-Moleküle,
regulatorische RNA-Sequenzen oder von außen in die Zelle eingeführte
synthetische RNAs - in Fragmente von einheitlicher Länge (21 bis 23
Basenpaare) zerschneidet. Alle diese RNA-Schnipsel werden dann in ihre
beiden Einzelstränge zerlegt. Je einer davon verbindet sich daraufhin
mit Proteinen zum so genannten RNA-induzierenden Silencing Complex
(RISC). Dieser Komplex fängt Boten-RNAs mit komplementären Abschnitten
ein. Passt deren Sequenz ziemlich perfekt zur Vorlage, wird das
gefangene Boten-RNA-Molekül durch ein als Slicer (Hobel) bezeichnetes
Enzym des RISC-Komplexes in der Mitte zerschnitten und damit
unbrauchbar gemacht. Das von dieser Boten-RNA kodierte Protein kann
dadurch nicht mehr gebildet werden. Passt die gefangene Boten-RNA nur
teilweise zur Sequenz der im RISC eingebundenen siRNA, hält RISC die
Boten-RNA lediglich fest. Dadurch bleiben die Ribosomen bei der
Proteinsynthese auf der Boten-RNA stecken und bilden ebenfalls kein
funktionierendes Protein. Je nach siRNA kann demnach die
Proteinsynthese bestimmter Gene komplett ausgeschaltet werden. Dies
gilt auch für siRNA, die von außen in die Zelle eingebracht wird. "Und
hierin liegt das große Potenzial der RNA-Interferenz für die
medizinische Anwendung", erläutert Prof. Dr. Bernhard Fleckenstein,
Leiter des Instituts für Klinische und Molekulare Virologie der
Universität Erlangen-Nürnberg, und Mitglied des Paul
Ehrlich-Stiftungsrates. "Denn durch die Synthese von bestimmten
RNA-Doppelstrangketten kann man genau festlegen, welche Ziel-Boten-RNA
zerstört werden soll."
Therapeutisches Potenzial
So gelang es internationalen Forscherteams
beispielsweise, durch Einschleusung definierter siRNA-Moleküle in
Kulturen menschlicher Zellen die Ausbreitung von Viren, darunter der
Erreger von Aids, Kinderlähmung und Hepatitis C, zumindest zeitweise
zu unterbinden, indem sie die Produktion viraler Proteine hemmten, die
für die Vermehrung der Krankheitserreger unentbehrlich sind. Doch noch
ist der Weg bis zur therapeutischen Anwendung der RNA-Interferenz beim
Menschen weit. Denn während sich der hemmende Effekt der siRNAs beim
Fadenwurm Caenorhabditis elegans und bei Pflanzen über den gesamten
Organismus ausbreitet, ist dieser bei Säugern und damit auch beim
Menschen lokal begrenzt. Wie sich siRNA gezielt an den Wirkort bringen
lassen, ist derzeit Gegenstand intensiver Forschung.
Die Paul Ehrlich-Stiftung
Die Paul Ehrlich-Stiftung ist eine rechtlich
unselbstständige Stiftung der Vereinigung von Freunden und Förderern
der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main e.V.
Ehrenpräsident der 1929 von Hedwig Ehrlich eingerichteten Stiftung ist
der Bundespräsident, der auch die gewählten Mitglieder des
Stiftungsrates und des Kuratoriums beruft. Der Vorsitzende der
Vereinigung von Freunden und Förderern ist gleichzeitig Vorsitzender
des Stiftungsrates der Paul Ehrlich-Stiftung. Dieses Gremium, dem 14
national und international renommierte Wissenschaftler aus fünf
Ländern angehören, entscheidet über die Auswahl der Preisträger. Der
Präsident der Johann Wolfgang Goethe-Universität ist qua Amt Mitglied
des Kuratoriums der Paul Ehrlich-Stiftung. Finanziert wird der Preis
je zur Hälfte durch zweckgebundene Spenden von Unternehmen und dem
Bundesgesundheitsministerium. |
