Krebserkrankungen sind das Ergebnis eines gestörten Zellstoffwechsels. Die Boten-RNA, also das Transkript der Geninformation die im Zellkern verwahrt wird, und die Proteine, die an sie binden, sind für viele Aspekte des Zellstoffwechsels von grundlegender Bedeutung.

Einige RNA-bindende Proteine sorgen dafür, dass nur wenig Boten-RNA eines bestimmten Gens als Vorlage für die Herstellung von Proteinen verwendet wird. Andere Bindungsproteine fördern die verfügbare Boten-RNA eines bestimmten Gens. Diese Prozesse können dazu führen, dass zu viel oder zu wenig von bestimmten Proteinen vorhanden ist, was das unkontrollierte Zellwachstum auslöst, das Krebs ist.

Die Molecular Medicine Partnership Unit ist ein Joint Venture zwischen der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg und dem EMBL. Ein Teil ihrer Forschung befasst sich mit der Rolle von Boten-RNA und RNA-bindenden Proteinen bei der Entstehung von Krankheiten.

Nur wenige der vielen Gene einer Zelle werden in Boten-RNA umgeschrieben, die dann in Proteine übersetzt wird. Form und Funktion von Zellen werden von Proteinen gesteuert, so dass die Identifizierung der entsprechenden Boten-RNA der Schlüssel zum Verständnis zellulärer Mechanismen in gesunden und kranken Zellen ist.

Selbst relativ kleine Gewebeproben enthalten viele verschiedene Zelltypen mit unterschiedlicher Protein-Profilen. Die Daten aus solchen Proben geben einen Eindruck von der Bandbreite der RNA, die in einer Mischung von Zellen vorhanden ist. Wissenschaftler*innen sind jetzt in der Lage, eine einzelne Zelle in einer Probe zu isolieren und die RNA-Stränge darin zu identifizieren. Diese Momentaufnahme der Genexpression der Zelle kann uns zeigen, wie eine bestimmte Krebszelle anders arbeitet als benachbarte Zellen.

Das Europäische Bioinformatik-Institut (EMBL-EBI) bietet ein Portal zu Tausenden von Experimenten zur Genexpression in Einzelzellen.

Wissenschaftler*innen möchten verstehen, wie die komplexen, reaktionsfähigen und sich selbst korrigierenden Mechanismen entstanden sind, die DNA reproduzieren, die Informationen der DNA in RNA umschreiben und diese dann letztlich in Proteine übersetzen. Wahrscheinlich entwickelten sich die daran beteiligten Molekülmaschinen und Prozesse aus früheren, einfacheren Formen. Eine Theorie besagt, dass die früheste Form des Lebens auf der Erde aus RNA-Molekülen bestanden habe, die sich selbst verfielfältigten. Erst Millionen von Jahren später habe sich die DNA entwickelt, wobei die RNA verschiedene Aufgaben bei der Vervielfältigung der DNA und der Übersetzung von Teilen davon in Proteine übernahm.