Ständig bearbeitetes Erbgut
Die Beständigkeit des genomischen Inhalts wird durch zwei Mechanismen gefährdet: das Genom-Editing und aktive Retrotransposone. Selbst innerhalb einer einzigen Zelle können diese Prozesse eine große Anzahl verschiedener Transkripte erzeugen. Das EU-finanzierte Projekt GENEDISCREEN (Identification and screen of RNA editing in the human genome) untersuchte diese wenig erforschten molekularen Phänomene. Zu diesem Zweck haben die Wissenschaftler des Projekts das menschliche Genom sorgfältig untersucht und RNA-Sequenzen mit ihrer DNA-Quelle verglichen, um Millionen von zuvor unerkannten Editing-Stellen zu entdecken. Die Anzahl von konservierten Editing-Stellen bei Säugetieren stellte sich als sehr klein heraus, mit einzigartigen Eigenschaften und Verteilung im Vergleich zu den nicht-konservierten Stellen. Diese Beobachtungen ließen die Wissenschaftler spekulieren, dass die konservierten Stellen eine Rolle in der Säugetierbiologie spielen müssen und dass das Editing auch mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht werden kann. Weitere Arbeiten wurden durchgeführt, um zu untersuchen, ob Genom-Editing im Laufe der Evolution zum Erhalt von Retrotransposonen beiträgt. Retrotransposone sind genetische Elemente, die einen Sprung von einer Genomstelle auf eine andere Stelle machen und ubiquitäre Komponenten der DNA von vielen eukaryotischen Organismen darstellen. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass das Editing dem Genom ermöglicht, diese transformierten Sequenzen zu seinen Gunsten zu nutzen und im Wesentlichen die Retrotransposon-Mutagenität dämpft. Dieser antivirale Mechanismus beschleunigt wahrscheinlich die Entwicklung sowohl der Retrotransposone als auch ihrer Wirte. In einem anderen Teil des Projekts entdeckten die Wissenschaftler ein deutlich höheres RNA-Editing in Krebsproben als bei normalen Geweben. Diese Feststellung lässt darauf schließen, dass das Editing zusammen mit genomischen DNA-Veränderungen die Karzinogenese fördert. Daher können Editing-Ereignisse als neue Kandidaten für therapeutische und diagnostische Zwecke dienen. Gemeinsam werden die Ergebnisse aus GENEDISCREEN eine beispiellose Menge an Erkenntnissen zu RNA- und DNA-Editing-Mechanismen liefern. Die Erkenntnisse zum konstanten Genom-Editing sowohl auf DNA- als auch auf RNA-Ebene an Millionen von Stellen offenbarte ein unvergleichliches Maß an genomischer Diversität innerhalb der gleichen Zelle oder eines Organismus.
Schlüsselbegriffe
Genome-Editing, Retrotransposone, RNA, Evolution
