Biochemische Charakterisierung der siRNA-vermittelten Erkennung ...

2.2 Genregulation durch RNA-Interferenz
(antisense) zu oder sequenzidentisch (sense) mit dem für ein Myolamentprotein kodierenden
Gen unc-22 waren. Mit den jeweils separat injizierten einzelsträngigen RNAs konnte kein
veränderter Phänotyp erzielt werden. Im Gegensatz dazu führte die Injektion von antisense
und sense Strängen gleichzeitig zu einer ezienten, sequenzspezischen Inhibition der unc-
22 Genexpression. Fire et al. sahen die Ursache in der Abnahme der endogenen mRNA-
Transkript-Menge des Gens begründet und bezeichneten den Zusammenhang zwischen der
Injektion von dsRNA und der Inhibition des komplementären Gens als RNA-Interferenz. Der
resultierende Phänotyp war auf die Nachkommen übertragbar [7]. Für die Entdeckung der
RNAi wurden Andrew Fire und Craig Mello im Jahr 2006 mit dem Nobelpreis für Physiologie
oder Medizin ausgezeichnet.
Kurz nach der Entdeckung der RNAi wurde zeitgleich von mehreren Arbeitsgruppen die
Existenz verschiedener endogen kodierter regulatorischer RNAs berichtet [811]. Auf Grund
ihrer geringen Länge wurden sie als microRNAs (miRNAs) bezeichnet. Auÿerdem gelang mit
dem Einsatz synthetischer small interfering (si)RNAs der Nachweis, dass RNAi auch in Säugerzellen
und beim Mensch existiert [12].
Die Honung auf die Entwicklung therapeutischer Ansätze, die auf der RNAi basieren,
wurde 2001 durch die wegweisende Entdeckung bekräftigt, dass synthetische doppelsträngige
siRNAs von 19-23 nt Länge die sequenzspezische Inhibition der Expression eines Zielgens
in Säugerzellen ermöglichen, ohne dabei eine Immunantwort auszulösen [12, 13]. Im Jahr
2004 folgte die Entwicklung der ersten siRNA-basierten Therapie für den Menschen gegen
die altersbedingte feuchte Makuladegeneration, die sich derzeit in Phase III einer klinischen
Studie bendet (Stand Januar 2009). Weitere siRNAs zur Therapie von Hepatitis B, AIDS
und anderen Erkrankungen haben mittlerweile Einzug in klinische Studien gehalten [14].
Mittlerweile ist man davon überzeugt, dass mindestens 30 % der humanen Gene durch
miRNAs reguliert werden [15, 16], was umso bemerkenswerter erscheint, wenn man bedenkt,
dass sie nur 1 4 % des humanen Genoms ausmachen [17]. Dadurch übernimmt die RNAi eine
zentrale Rolle bei der Steuerung von entscheidenden zellulären Prozessen, wie der Hämatopoese,
Embryogenese, der Zelldierenzierung, -proliferation und dem programmierten Zelltod
[1823]. Auÿerdem spielen miRNAs eine essentielle Rolle bei der Entstehung von Krebserkrankungen
[24]. Nach ihrer Entdeckung im Jahr 1998 und der sich anschlieÿenden rasanten
Entwicklung des Feldes gilt die RNAi als eines der dynamischsten Arbeitsgebiete in der Biologie.
Sie ist als molekularbiologische Standard-Methode für die funktionelle Genanalyse aus den
Laboren nicht mehr weg zu denken und gilt in der Medizin als honungsvoller und vielfältiger
Ansatz zur Bekämpfung unzähliger Erkrankungen.
2.2.2 Mechanismus der RNAi
Bei der RNAi handelt es sich um einen hoch konservierten Mechanismus, der in Pilzen, Panzen,
Würmern, Insekten, Säugetieren und dem Menschen vorkommt [25]. Sogar Archaebakte-
7