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Bedeutung der Familie der nicht-kodierenden RNA

Die Europäische Forschung entdeckt bislang unbekannte Aspekte des menschlichen Genoms. Da es bei der Gencodierung um viel mehr als nur Proteine gebt, haben Wissenschaftler ihre Aufmerksamkeit den vielen Arten der Ribonukleinsäuren (RNA) gewidmet.
Bedeutung der Familie der nicht-kodierenden RNA
Der Schwerpunkt der Genomforschung liegt auf der Proteomik, es gibt jedoch Tausende von Genen, die Zellprozesse steuern, die an der Proteinproduktion nicht beteiligt sind. Des Weiteren ist die Bedeutung der Gensequenz, die ausschlaggebend für die Funktion ist, weitgehend unbekannt. Eine weitere Barriere ist, dass Gensucher nur große, stark exprimierte Sequenzen finden, die sich im Laufe der Evolution erhalten haben.

Die meisten Genomelemente codieren intermediäre RNA, z. B. Transfer- und ribosomale RNA, es gibt jedoch eine Vielzahl an anderen RNA-Molekülen, die in der Zellfunktion eine wichtige Rolle spielen. Das Projekt "Noncoding RNA comparative searching system" (NARCISUS) hat daher das Ziel, diese nicht-kodierenden RNAs (ncRNAs) zu erkennen und zu klassifizieren.

Ein Typ ncRNA, der eine besondere Bedeutung in der Zelle hat, ist die kleine nukleoläre RNA (sno), Typ H/ACA. snoRNA sind an den anfänglichen Phasen der Translation beteiligt und enthalten eine spezifische Tasche oder interne Schleife, um das Molekül an das richtige RNA-Ziel zu leiten. Dies snoRNA-Variante nimmt bestimmte chemische Änderungen vor und modifiziert ein Uridin-Molekül.

NARCISUS hat in speziell entwickelten Datenbanken Informationen zu den relevanten RNA-Molekülen gesammelt. Es wurden drei Hauptdatenbanken eingerichtet: menschliche snoRNAs, ribosomale RNA (rRNA) an Pseudouridylation-Sites und menschliche Introns (Genteile, die ein Zwischenprodukt für die reife RNA-Produktion sind).

Die Datensätze wurden mit den Hauptdatenbanken verglichen, wobei neu entwickelte Algorithmen, speziell ausgewählte Software sowie andere Techniken (Topologieanalyse und der Pseudo-Energy-Test) verwendet wurden. Dadurch war es möglich, erfolgreich übergreifende Suchen durchzuführen, was zu 8.350 menschlichen Intronsequenzen geführt hat. Aus 10.000 snoRNA-Kandidaten haben die Forscher acht neue Sequenzen identifiziert. Interessanterweise befinden sich alle bis auf eine neben den Telomeren und Centromeren, Bereiche von signifikanter Bedeutung für die Entwicklung und Alterung.

Für die zukünftige Forschung wurden 210 Pseudouridylation-Sites verifiziert, etwa 20 snoRNAs wurden bisher jedoch noch nicht identifiziert. NARCISUS hat möglicherweise einen alternativen, bislang unbekannten Mechanismus in der Zellfunktion entdeckt.

Zahlreiche menschliche Erkrankungen stehen mit ncRNAs im Zusammenhang, und die NARCISUS-Ergebnisse können zu neuen Therapien für das Anhalten des viralen Wachstums, für die Bereitstellung von Medikamenten oder für die Behandlung von Krebs führen. Das neue Feld der RNA-Nanotechnologie ermöglicht es, Nanopartikel aus RNA zu entwickeln, um eine zielgerichtete Medikamentenverabreichung oder den Zugang auf eine bestimmte Untersuchungsstelle zu gewährleisten.

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Fachgebiete

Scientific Research
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