Expression beider DNA-Stränge beobachtet

Ein Ergebnis der Systembiologie-Forschung an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Freiburg, 16.09.2009

Die Doppelhelix der DNA, das genetische Material einer jeden lebenden Zelle, enthält die Gene in einer linearen Anordnung, deren Information während der Wachstums- und Entwicklungsprozesse hintereinander in eine Boten-RNA (mRNA) abgelesen wird. So steht es in den Lehrbüchern.

Die Forschergruppe um Prof. Dr. Wolfgang R. Hess von der Universität Freiburg berichtet im renommierten Wissenschaftsmagazin Molecular Systems Biology (aktuelle online-Veröffentlichung vom 15.09.09: „Evidence for a major role of antisense RNAs in cyanobacterial gene regulation") von einer Nutzung beider Stränge der DNA-Doppelhelix. Sie beobachtete in dem Cyanobakterium Synechocystis, dass häufig nicht nur von einem Strang die Information für die Bildung eines Eiweißes abgelesen wird, sondern auch der parallel verlaufende Gegenstrang aktiv ist. Dadurch entsteht ein zweites RNA-Molekül mit umgekehrter Orientierung, eine so genannte antisense-RNA.

Ähnliche Beobachtungen sind in jüngster Zeit an höheren Organismen, darunter dem Menschen, gemacht worden. Für Bakterien gab es bisher jedoch nur vereinzelte Hinweise auf ein solches Geschehen, vor allem im Zusammenhang mit so genannten extrachromosomalen Elementen, das sind zum Beispiel Antibiotika-Resistenzen-tragende Plasmide oder auch Bakteriophagen, Viren, die Bakterien angreifen. Die Beobachtungen der Forschergruppe um Prof. Dr. Wolfgang R. Hess zeigen nun, dass solche antisense-RNAs auch bei Bakterien sehr häufig sein können und vermutlich aktiv in die Regulation der Erbinformation verstrickt sind. Damit zeigt sich, dass auch diese eigentlich recht einfach gebauten Organismen komplexer sind als bisher gedacht. Cyanobakterien sind in jüngster Zeit verstärkt in den Fokus der Wissenschaft geraten wegen ihres Potenzials zur Herstellung wünschenswerter Biomoleküle durch direkte Nutzung der Sonnenenergie (Photosynthese). Die mögliche Rolle einer großen Zahl solcher antisense-RNAs in Bakterien muss bei der Nutzung dieser Organismen berücksichtigt werden und kann auch in der Medizin zu neuen Konzepten in der Abwehr human-pathogener Bakterien führen.

Weitere Informationen: Molecular Systems Biology vom 15. 09. 2009: „Evidence for a major role of antisense RNAs in cyanobacterial gene regulation" http://www.nature.com/msb/journal/v5/n1/full/msb200963.html

Prof. Dr. Hess ist auch Sprecher der Freiburger Initiative für Systembiologie (FRISYS; siehe auch: http://www.frisys.de/), einer Einrichtung, die durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert wird.

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