Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RNA-Moleküle haben ein kurzes Leben

13.07.2017

Eine Forschungsgruppe am Biozentrum der Universität Basel hat eine neue Methode entwickelt, um die Halbwertszeit von RNA-Molekülen zu messen. Dabei zeigte sich, dass gängige Methoden verzerrte Messergebnisse liefern und RNA-Moleküle durchschnittlich nur zwei Minuten leben, zehnmal kürzer als bislang angenommen. Die Ergebnisse sind jetzt im Fachjournal «Science Advances» veröffentlicht.

RNA-Moleküle sind einzelne Abschriften der DNA einer Zelle. Sie übertragen die genetischen Informationen der DNA und dienen als Vorlage für die Herstellung von Proteinen, die sämtliche Prozesse in der Zelle steuern.


RNA-Moleküle leben durchschnittlich zwei Minuten bevor sie von einem Exosom eliminiert werden

Universität Basel, Biozentrum

Reguliert werden diese kleinen Informationsüberträger über ihre Lebenszeit, besser gesagt Halbwertszeit. Nach ihrer Herstellung dienen RNA-Moleküle für eine begrenzte Zeit als Vorlage für die Proteinproduktion, bevor sie wieder abgebaut werden.

Bislang gab es zwei wissenschaftliche Methoden, mit denen man die Halbwertszeit der RNAs gemessen hat. Wie das Forschungsteam von Prof. Attila Becskei am Biozentrum, Universität Basel, nun herausfand, können diese herkömmlichen Methoden ziemlich ungenau sein und teilweise inkonsistente Ergebnisse liefern.

Becskeis Team hat nun eine neue Methode gefunden, mit der er zeigen konnte, dass RNA-Moleküle im Schnitt nicht 20 Minuten überdauern, sondern lediglich zwei Minuten leben. «Das war eine herausfordernde Aufgabe für uns, denn niemand wusste im Voraus, welche Methode die richtigen Ergebnisse liefern würde», sagt Becskei.

Die «Gene Control Methode» zeigt: RNAs leben kurz

Die Halbwertszeit einer RNA ist für wissenschaftliche Untersuchungen zum Zellzyklus relevant. Der gesamte Prozess der Zellteilung ist darauf angewiesen, dass die richtige Menge an Proteinen zum richtigen Zeitpunkt vorliegen. Stimmen die Konzentrationen in gewissen Phasen des Zellzyklus nicht, kommt es zu Fehlern.

Die von Becskei verwendete Genkontrollmethode ist bereits bekannt, wird bislang jedoch nicht zur Messung der Halbwertszeit von RNA-Molekülen eingesetzt. Grund dafür ist, dass komplexe Gentechniken dafür notwendig sind und sie langwierig ist, da sich mit ihr lediglich nur eine RNA zur selben Zeit untersuchen lässt.

Dabei reguliert man ein einzelnes Gen auf der DNA so, dass die Herstellung der RNA an- und abgeschaltet werden kann. Unterbindet man die RNA-Produktion, lässt sich messen, wie lange die bereits produzierten RNAs in der Zelle überdauern. So lässt sich die Lebenszeit für dieses RNA-Molekül ermitteln. „Die Methode liefert also immer nur das Ergebnis für eine RNA, dafür ist das Ergebnis verlässlich“, so Becskei.

Die Versuche wurden für rund 50 verschiedene Gene wiederholt und zeigten, dass 80 Prozent aller RNAs eine kurze Lebensdauer haben und weniger als 2 Minuten leben. Nur rund 20 Prozent leben länger, etwa 5 bis 10 Minuten. «Diese Ergebnisse sind erstaunlich, wenn man bedenkt, dass man bislang davon ausging, dass RNAs durchschnittlich 20 Minuten in der Zelle überdauern», so Becskei.

Herkömmliche Methoden mit Haken

Bislang gab es im Wesentlichen zwei Hauptmethoden, derer sich Wissenschaftler bedienten, um die Halbwertszeit von RNA-Molekülen zu messen. Bei der transkriptionellen Inhibition wird der Zelle eine Substanz verabreicht, die die Herstellung der RNAs durch alle Gene stoppt. «Unterbindet man jedoch die Produktion aller RNAs, so ändern sich auch andere Prozesse in der Zelle und sie stellt ihre Funktion ein. Das verfälscht die Ergebnisse“, so Becskei.

Auch die In Vivo Markierung hat ihre Schattenseite: Hier werden die RNAs zunächst markiert und beobachtet, wie lange diese in der Zelle überdauern. Doch das Markieren mit modifizierten Molekülen kann die Funktion der Zelle stören und zu falschen Ergebnissen führen. Somit haben alle bisher verwendeten Methoden einen Nachteil, da die Messung selbst die zu messenden Prozesse beeinflusst. „Manchmal ist kaum zu glauben, dass Wissenschaftler rund 30 Jahre unwissentlich mit Methoden arbeiten, die verzerrte Ergebnisse liefern“, so Becskei. "Es scheint, dass der Philosoph und Wissenschaftstheoretiker Paul Feyerabend richtiglag: Wissenschaft ist oft ziemlich anarchistisch."

Die höchste Korrelation stellte das Forscherteam zwischen Becskeis Methode und einer Variante der «In-vivo Labelling» Methode fest. In den meisten Fällen klassifizierten beide Massnahmen dieselben RNAs als stabil und instabil, auch wenn sich die mittleren Halbwertszeiten unterscheiden. Nun möchte das Team untersuchen, in welchen Bereichen letztere die richtigen Ergebnisse liefert und sich verlässlich einsetzen lässt.

Originalartikel

Antoine Baudrimont, Sylvia Voegeli, Eduardo Calero Viloria,Fabian Stritt, Marine Lenon, Takeo Wada, Vincent Jaquet, Attila Becskei
Multiplexed gene control reveals rapid mRNA turnover.
Advanced Science, published online July 12, 2017.

Weitere Auskünfte

Attila Becskei, Universität Basel, Biozentrum, Tel. +41 61 207 22 22, E-Mail: attila.becskei@unibas.ch

Heike Sacher, Biozentrum, Kommunikation, Tel. +41 61 207 14 49, E-Mail:
heike.sacher@unibas.ch

Weitere Informationen:

https://www.unibas.ch/de/Aktuell/News/Uni-Research/RNA-Molekuele-haben-ein-kurze...

Heike Sacher | Universität Basel

Weitere Berichte zu: RNA RNA-Moleküle RNA-Molekülen RNAs Zelle Zellzyklus dna gene control

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Treibjagd in der Petrischale
24.11.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Dinner in the Dark – ein delikates Wechselspiel der Mikroorganismen
24.11.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie