Wissenschaftler der LMU München und von Helmholtz Munich haben ein bahnbrechendes CRISPR-basiertes Werkzeug namens TAPIR (Targeted Activation of Protein Translation) entwickelt, das Forschern die direkte Kontrolle darüber gibt, wie viel Protein eine Zelle produziert – eine Entdeckung, die das Verständnis und die Behandlung von Krankheiten von seltenen Entwicklungsstörungen bis hin zu aggressiven Krebserkrankungen neu gestalten könnte.

Die in der Fachzeitschrift Science veröffentlichte Studie liefert den ersten direkten Beweis dafür, dass ribosomale RNA (rRNA) – lange Zeit als passiver struktureller Bestandteil der Proteinmaschinerie betrachtet – die Proteinproduktion aktiv antreibt. Durch den Einsatz von TAPIR zur Erhöhung des rRNA-Spiegels konnte das Team die Proteinsynthese in Zellen signifikant steigern.

„Unsere neue Studie zeigt, dass die gezielte Aktivierung der rRNA-Produktion die Proteinsynthese deutlich erhöht“, sagte Professor Stefan H. Stricker vom Biomedizinischen Zentrum der LMU und Helmholtz Munich, Hauptautor der Publikation.

Eine Geschichte zweier Krankheiten

Die Auswirkungen der Kontrolle der Proteinproduktion sind dramatisch – und kontextabhängig. Als das Team TAPIR in einem Mausmodell des Treacher-Collins-Syndroms testete, einer seltenen angeborenen Erkrankung, die durch eine beeinträchtigte Ribosomenfunktion verursacht wird, kompensierte die Stimulierung der rRNA-Produktion die krankheitsbedingten Veränderungen teilweise. Der Ansatz ist vielversprechend für Erkrankungen, bei denen Zellen nicht genügend funktionsfähige Ribosomen herstellen können.

Derselbe Eingriff hatte bei Krebs jedoch den gegenteiligen Effekt. In einem Mausmodell für Bauchspeicheldrüsenkrebs beschleunigte die Erhöhung der rRNA-Produktion das Tumorwachstum – ein direkter Beweis dafür, dass erhöhte rRNA nicht nur eine Folge von Krebs ist, sondern ein aktiver Treiber der Bösartigkeit.

Quellen