Neue Methoden zum Abbau alter RNA
Ribonukleinsäuren (RNA) sind transkribierte Kopien kleiner DNA-Sequenzen und haben verschiedene Funktionen in Zellen, u.a. die Übertragung von Informationen und die Regulierung zellulärer Aktivitäten. Sammelt sich verbrauchte RNA in der Zelle an, hätte dies toxische Folgen. Verhindert wird dies normalerweise über eine komplexe RNA-Abbaumaschinerie, deren Mechanismen zum Großteil hochkonserviert sind. Das Bakterium Escherichia coli (E. coli) und die eukaryotische Hefe Schizosaccharomyces pombe (S. pombe) sind etablierte Modelle für zelluläre Prozesse, unter anderem auch der RNA-Degradation. Viele Rätsel geben jedoch noch die RNasen auf (Enzyme, die die Aufspaltung bzw. den Abbau von RNA katalysieren) sowie allgemeinere Nukleasen, die Nukleinsäuren abbauen. Das EU-finanzierte Forschungsprojekt RNASEDYNAMICS (Spatial organisation and dynamics of Escherichia coli RNA degradation machinery) nahm sich nun genauer dieser Thematik an. Generiert wurden mehrere E. coli-Stämme mit verschiedenen RNasen und RNA-Stoffwechselproteinen. Mittels Fluoreszenztechnologie und Methoden zur Aufreinigung gebundener Komplexe demonstrierten die Forscher, dass die RNase R an zelluläre Ribosomen bindet, was nahe legt, dass sie am Abbau ribosomaler RNA beteiligt ist. Kürzlich wurde bei S. pombe eine neue Nuklease entdeckt, die zur Enzymfamilie der RNAse-II gehört und homolog zur humanen Nuklease DIS3L2 ist, neben DIS3 und DIS3L eine der drei DIS3-Isoformen beim Menschen. RNASEDYNAMICS zeigte, dass die neuen Hefenukleasen tatsächlich zur selben Familie wie die humane Nuklease gehören. Weiterhin bildet DIS3 offenbar einen Komplex mit einer Exosomabbaumaschinerie im letzten Schritt eines der beiden Signalwege für den Abbau von Boten-RNA (mRNA). Demonstriert wurde, dass bei S. pombe RNA unabhängig von der Exosommaschinerie von DIS3L2 abgebaut wird, was einen neuen eukaryotischen Abbausignalweg im Zytoplasma enthüllte. Die Ergebnisse werden im hochrangigen Fachblatt The EMBO Journal veröffentlicht. Der RNA-Abbau ist einer der wichtigsten Prozesse in lebenden Zellen, da er die Stabilität und Produktion regulatorischer Moleküle gewährleistet. Ein besseres Verständnis dieser Mechanismen könnte wichtige Hinweise zur Zellhomöostase liefern und sich möglicherweise therapeutisch nutzen lassen.
