Erforschung nicht-kodierender RNAs

Marburger Biochemiker leitet bundesweiten Forschungsverbund

Der Marburger Biochemiker Prof. Dr. Gerhard Schratt erforscht in einem neuen, bundesweiten Verbund mit Fachkolleginnen und -kollegen, wie nicht-kodierende Ribonukleinsäuren auf die Entwicklung des Nervensystems einwirken. Schratt koordiniert das Schwerpunktprogramm SPP 1738 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), das jetzt mit einem Auftakttreffen an der Philipps-Universität startete. Die DFG finanziert das Vorhaben unter dem Titel „Die Rolle von nicht-kodierenden RNAs in der Entwicklung, Plastizität und bei Erkrankungen des Nervensystems“ zunächst drei Jahre lang mit bis zu sechs Millionen Euro.

Der Marburger Biochemiker Prof. Dr. Gerhard Schratt (Mitte) versammelte die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des neuen Schwerpunktprogramms der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Auftaktveranstaltung in Marburg. (Bild: Philipps-Universität Marburg / Dr. Roberto Fiore)

Ribonukleinsäuren (RNAs) ähneln in ihrem Aufbau der Erbsubstanz DNA, sind aber viel kürzer und bestehen aus nur einem Strang. Sie entstehen zum Beispiel als Zwischenprodukte, wenn genetische Information in Proteine umgesetzt wird. „Aber nur der kleinste Teil der Ribonukleinsäuren bildet aus den genetischen Informationen Proteine“, führt Schratt aus, der das Institut für Physiologische Chemie am Fachbereich Medizin der Philipps-Universität leitet. „Rund 98 Prozent der RNA sind nicht kodierend“, erläutert der Hochschullehrer – das heißt, sie übermitteln nicht die Bauanleitung für Eiweißverbindungen.

Bisherige Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass defiziente nicht-kodierende RNAs erhebliche Bedeutung für Demenz oder andere Erkrankungen haben, erklärt Schratt. Wie funktionieren nicht-kodierende Ribonukleinsäuren (ncRNAs) im Detail? Welche Leistungen erbringen sie in den Zellen? Wie beeinflussen sie die Entwicklung von Gehirn und Nervensystem? Das sind einige der Fragen, die der neue Verbund klären soll. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzen hierfür neuartige Technologien, zum Beispiel Hochdurchsatz-Sequenzierverfahren.

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Das Schwerpunktprogramm erkundet Wechselwirkungen der ncRNAs mit ihren Zielstrukturen, untersucht die zugrunde liegenden molekularen Steuerungsmechanismen und erforscht, welche ursächlichen Zusammenhänge mit wichtigen neuronalen Erkrankungen bestehen. Um herauszufinden, wie sich die Funktionen der ncRNAs je nach Alter und Gewebetyp unterscheiden, untersuchen die Forscherinnen und Forscher das Nervensystem in verschiedenen Entwicklungsstadien bis zum Erwachsenenalter. Die Einzelprojekte kombinieren Methoden unterschiedlicher Fachrichtungen, zum Beispiel der Molekularbiologie, Biochemie und Neurobiologie.

In dem Schwerpunktprogramm arbeiten Biochemiker, Bioinformatiker, klinische Forscher und weitere Spezialisten aus der ganzen Bundesrepublik zusammen. Das Team von Gerhard Schratt an der Philipps-Universität beschäftigt sich mit einer Untergruppe nicht-kodierender RNAs, nämlich mit so genannten Mikro-RNAs (miRNAs). Diese Erbgutschnipsel wirken als molekulare Bremsen, indem sie die Bildung wichtiger Proteine unterdrücken.

„Mikro-RNAs finden sich in allen Zelltypen“, legt Schratt dar. „Ihnen wird eine entscheidende Bedeutung bei der Entstehung einer Vielzahl von Erkrankungen zugesprochen, beispielsweise Krebs.“ Forschungsresultate des Teams legen nahe, dass miRNAs einen wichtigen Beitrag zu Lern-und Gedächtnisvorgängen leisten und dass Fehlfunktionen der Moleküle zu neuronalen und psychischen Erkrankungen führen. Zur Fortführung dieser Arbeiten fließen nahezu 400000 Euro der Gesamtfördersumme an Schratts Teilprojekt in Marburg. An der Philipps-Universität sind außerdem das Sekretariat und die Homepage des Verbundes angesiedelt.

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