Prix ​​Nobel de médecine pour le Miro-ARN : petit mais puissant !

Beim Nobelkomitee am Karolinska-Institut in Stockholm steht die Informationstheorie des Lebens weiter hoch im Kurs. Auch der diesjährige Nobelpreis für Medizin oder Physiologie geht an Forscher, die sich mit Genen, programmierbaren Molekülen und Mutationen beschäftigen: Victor Ambros und Gary Ruvkun, beides US-Forscher, werden für die Entdeckung der Micro-RNA und damit „einer neuen Dimension der Genregulation“ ausgezeichnet.

Im vergangenen Jahr war es die mRNA, die sogenannte Boten-RNA („Messenger-RNA“), die in einer Variante als Covid-19-Impfstoff längst allseits bekannt ist – und in außerwissenschaftlichen Kreise inzwischen auch als höllisches Werkzeug der Gesundheitsindustrie verunglimpft wird. In diesem Jahr wird ein weit unverdächtigeres Molekül in den öffentlichen Fokus gerückt. Die Micro-RNA ist ein Zwerg und geradezu informationsarm, verglichen mit den mRNAs, die ja in der Abfolge der genetischen „Buchstaben“ den Bauplan des jeweiligen Gens enthält und in den Bau eines Proteins mündet.

Die Micro-RNA tut genau das nicht. Aber sie ist deshalb nicht weniger wichtig, denn in den kurzen Ketten mit selten mehr als 22 Buchstaben steckt genug kodierter Information, um in das große Orchester der Gene entscheidend eingreifen zu können. Die Micro-RNA hakt sich gewissermaßen in das molekulare Räderwerk der Zellen ein. Sie stellt durch ihr Intervenieren in das wichtige mRNA-Maschinerie die Weichen dafür, welche Genprodukte aus der jeweiligen mRNA-Information tatsächlich hergestellt werden – und welche nicht. Diese Steuerfunktion liegt zwar nicht allein in der Hand der Micro-RNAs, die Evolution hat noch viel mehr Werkzeuge der Genregulation erfunden. Aber durch den Fund von mittlerweile mehr als tausend solcher Micro-RNAs weiß man: Das Instrument ist nahezu universal, die Micro-RNAs sind erdgeschichtlich sehr alt. Mindestens 600 Millionen Jahre gibt es sie schon, möglicherweise haben sie schon die innere Organisation der vielzelligen Vorfahren von Tier und Pflanzen vor mehr als einer Milliarde Jahre geprägt.

Diese Universalität und die Macht, die ihnen der Gencode jeweils verleiht, macht die RNA-Winzlinge natürlich für die moderne Medizin und die Pflanzenzüchtung interessant – theoretisch zumindest. Bei der Vorstellung des Medizin-Nobelpreises wurde von den Nobelpreis-Juroren allerdings ausdrücklich darauf hingewiesen: ein medizinischer oder biotechnischer Nutzen könne man sich vorstellen, aber zur Zeit spiele sich die Arbeit damit ausschließlich noch in den Laboren und nicht in den Kliniken ab.

Was auch daran liegt, dass die Genregulation durch Micro-RNAs ein noch junges Feld der Molekularbiologie ist. Im Jahr 1993 veröffentlichten Ambros und Ruvkun die entscheidende wissenschaftliche Arbeit. Vorangegangen waren Jahre des Rätselns und Experimentieren in ihrem jeweiligen Wurmlabor. Caenorhabditits elegans, ein winziger Fadenwurm, der lange vorher als ein ideales Versuchsobjekt in der Genlaboren gezüchtet wurde, weil man jede einzelne seiner lediglich tausend Zellen genau kennt, lieferte die entscheidenden Hinweise.

Schon in den siebziger Jahren hatte einer der US-Genpioniere, Sydney Brenner, die „Lin-4“-Mutante beschrieben. Jedem Würmchen mit diesem Gendefekt fehlten bestimmte Zelltypen, die Eizellen verklumpten, weil ihnen der weibliche Geschlechtsapparat fehlte. Offensichtlich war Lin-4 eine Schlüsselstelle in der Wurmentwicklung vom Ei zum Tier. Das Gen interagierte wiederum mit einem anderen Gen: „Lin-14“. Wie sich herausstellte, gab es einen direkten Zusammenhang. Ambros und Ruvkun, die jeweils eine der beiden Gensequenzen seinerzeit noch mühsam entzifferten, fanden im Labor des Nobelpreisträgers von 2002, Robert Horvitz, heraus, dass es sich bei Lin-14 um das Gen für ein wichtiges Zellkern-Protein handelt und bei Lin-4 um einen neuen Genabschnitt, wie er bis dato unbekannt war. Lin-4 hatte nicht die typischen Anfangs- und Endsignale eines Gens. Es war auch, um Geninformation zum Bau eines Proteins zu tragen, deutlich zu klein.

Kurz gesagt: Nach der Entschlüsselung der Lin-4-Sequenz ahnte man, dass die als Micro-RNAs getauften Schnipsel eine besondere Funktion haben. Heute ist klar: Nicht nur in der Individualentwicklung, auch im Stoffwechsel und bei der Entstehung von Krebs und vielen anderen Krankheiten spielen die winzigen kodierten Werkzeuge eine zentrale Rolle. Dutzende Labor weltweit sind heute mit dem komplexen Netzwerk der Micro-RNAs und dem dazugehörigen Zellapparat beschäftigt. Wann sich das biomedizinisch zum Nutzen von Patienten breit einsetzen lässt, ist offen. Doch wie die mRNA-Technologie gezeigt hat, wird so was manchmal über Nacht alltagstauglich.