Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und vom Europäischen Molekularbiologischen Labor (EMBL) in Heidelberg haben eine neue Methode etabliert, um das Zusammenspiel von Genen zu erforschen(1) . Sie haben dabei für einzelne Gene jeweils eine Liste derjenigen anderen Gene erstellt, mit denen dieses in Wechselwirkung steht und vermutlich auch funktionsverwandt ist.

(© vfa / M. Joppen)
Der wissenschaftliche Hintergrund hierfür ist, dass Gene in verschiedenen Varianten vorkommen. Zudem ist die Entstehung von Krankheiten im Allgemeinen nicht nur von einem Gen abhängig. Einzelne Erbgutvarianten wirken sich oftmals erst zusammen mit anderen Genen aus. Meistens kommt eine Krankheit nämlich nur dann zum Ausbruch, wenn die miteinander in Wechselwirkung stehenden Gene ebenfalls von einer Veränderung betroffen sind. Um dies genauer zu untersuchen, haben die Wissenschaftler mit Hilfe der RNA-Interferenz Gene einzeln und in allen denkbaren paarweisen Kombinationen ausgeschaltet und dabei systematisch die Wechselwirkung auf verschiedene Signalkaskaden untersucht, die für die Entstehung von Krankheiten relevant sind. Auf diese Art und Weise konnten sie für die untersuchten Gene jeweils eine detaillierte Liste von Interaktionspartnern erstellen.

Diese Liste ist vergleichbar mit einer sogenannten Freundesliste im Social Network Facebook. Haben zwei Facebook-Nutzer dieselben Freunde, ist es sehr wahrscheinlich, dass diese sich untereinander ebenfalls kennen. Übertragen auf die genetische Konstellation eines Menschen würde dies bedeuten, dass zwei Gene mit den gleichen Interaktionspartnern vermutlich auch die gleiche Funktion ausüben.

Die deutschen Wissenschaftler konnten mit Hilfe ihres neuen Verfahrens bereits eine bisher nicht identifizierte Komponente des RAS-Signalweges aufdecken. Diese RAS-Signalkaskade ist aus der Onkologie bekannt, da eine Mutation im RAS-Protein dazu führen kann, dass der gesamte Signalweg ungebremst aktiviert wird. Die Folge ist dauerhaftes Zellwachstum und letztendlich die Entstehung von Krebs sowie anhaltendes Tumorwachstum.

Das in den aktuellen Forschungsarbeiten neu etablierte Verfahren zum besseren Verständnis der Interaktion von Genen untereinander könnte mit dazu beitragen, die Entstehung von Krankheiten weiter aufzuklären und damit auch neue therapeutische Ansätze zu finden. Die Methoden der Molekularbiologie spielen hierbei eine unerlässliche Rolle und ermöglichen die Identifikation weiterer neuer Komponenten von Signalkaskaden, denen beispielsweise bei Krebserkrankungen eine zentrale Rolle zukommt. Dies könnte zu neuen Ansätzen für die Therapie von Tumorerkrankungen führen.


Literaturtipp:
(1) Horn et al., Mapping of signaling networks through synthetic genetic interaction analysis by RNAi, Nature Methods, 2011, Volume 8, pp 341-346