Kleine RNA-Moleküle verhindern Zerstörung

Salmonellen können beim Menschen heftigen Durchfall auslösen. Wenn sich diese Bakterien im Verdauungstrakt breit machen, bleiben sie nicht unbehelligt: Das Immunsystem greift die Eindringlinge unter anderem mit Peptiden an, die Löcher in die äußere Hülle der Bakterien reißen.

Sobald ihre Hülle beschädigt ist, reagieren die Salmonellen: Unter anderem produzieren sie dann ein kleines RNA-Molekül (RybB-sRNA), das in der Bakterienzelle schlagartig die Synthese von etwa zehn Proteinen unterbindet. Dabei handelt es sich allesamt um Proteine, die für einen Einsatz in der Außenhülle der Bakterien vorgesehen sind. Damit helfen sich die Salmonellen schnell. Weil ihre äußere Membran löchrig ist, würden die Proteine dort keinen Halt finden und nicht funktionieren. Letzten Endes verhindert das kleine RNA-Molekül also eine Verschwendung von Protein-Ressourcen.

Wie aber schafft es die kleine RNA, auf einen Schlag die Produktion gleich mehrerer Proteine zu regulieren? Der Anfangsbereich des sRNA-Moleküls bindet die Transkripte, eine Art Vorstufe all dieser Proteine. Sobald das geschehen ist, stoppt die Produktion. Zum Beweis übertrugen die Forscher den Anfangsbereich auf andere RNA-Moleküle. Auch diese brachten daraufhin die Herstellung der zehn Proteine ins Stocken.

Erstmals haben die Würzburger Forscher damit gezeigt: Auch kleine RNA-Moleküle besitzen klar abgrenzbare Bereiche, denen sich eine regulierende Funktion zuweisen lässt. Bislang war das nur für Proteine bekannt, nicht aber für "einfachere" Moleküle wie RNA. Auch RNA besteht aus funktionellen Stücken, die sich nach dem Baukastenprinzip neu anordnen lassen, so die Würzburger Forscher. Bei dem regulierenden Bereich handelt es sich zudem um ein Stück RNA, das sich bei der Evolution der Bakterien nicht verändert hat. Das heißt, diese RNA gibt es nicht nur bei Salmonellen, sondern auch bei vielen anderen krankheitserregenden Bakterien und sie übt immer dieselbe Funktion aus.

Eine molekulare Struktur, die in der Evolution gleich geblieben ist – das deutet darauf hin, dass es sich um etwas sehr Wichtiges handelt. Um einen Faktor womöglich, den Bakterien beim Infektionsprozess unbedingt brauchen und der beim Auslösen der Krankheit eine Rolle spielt. Ob das so ist, wollen die Würzburger Forscher als Nächstes klären. Am Ende könnte sich der Anfangsbereich der RybB-sRNA als potenzieller Angriffspunkt für neue Medikamente erweisen.

Quelle: Papenfort, K. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. 2010, Online-Vorabpublikation,  DOI: 10.1073/pnas.1009784107