RNA-Moleküle und ihre Wirkung auf kardiovaskuläre Entzündungsprozesse

Bestimmte RNA-Botenmoleküle haben die Funktion, die genetische Information zu transportieren und die Bildung von Proteinen zu kodieren. RNA-Moleküle können aber auch andere RNA-Botenstoffe zielgerichtet verändern. Über die Bildung bestimmter Proteinformen steuern RNA die Zellfunktionen und die Entzündungsantwort. Unsere Forschung zielt also beispielsweise auf Therapien bei Entzündungen ab.

RNA-Botenmoleküle fungieren als Informationsträger der genetischen Information, indem sie die DNA der Zelle kopieren und aus dem Zellkern ausschleusen. Sie dienen somit als Blaupausen für die Bildung von Proteinen. Diese Boten-RNA (mRNA) kann dabei vielfältig verändert werden, was großen Einfluss auf die Bildung und Funktion der kodierten Proteine hat.
In ihrem Reifungsprozess wird die mRNA geschnitten und neu miteinander verbunden. Wir bezeichnen dies als Spleißen. Wird ein und dieselbe mRNA an verschiedenen Stellen geschnitten und verbunden (alternatives Spleißen), kann dies zu sehr unterschiedlichen Proteinen führen. Eine weitere Modifikation im Reifungsprozess der mRNA ist das Anhängen eines PolyA-Schwanzes am Ende der mRNA, der insbesondere für die Stabilität der mRNA verantwortlich ist. Wie im Falle des Spleißens kann es auch hier alternative PolyA-Signale geben, was zu verlängerten oder verkürzten mRNA Molekülen, und dadurch ebenfalls zu veränderten Proteinen führen kann.
Wir interessieren uns für diese alternativen Modifikationen der mRNA, insbesondere wie diese reguliert werden, welche Proteine alternativ entstehen und welche Auswirkung eine fehlerhafte Regulation dieser Vorgänge auf Entzündungs- und Krankheitsprozesse, wie der Atherosklerose, hat. Ein Fokus liegt dabei auf Rezeptorproteinen, die abhängig von der Modifikation der mRNA entweder gebunden auf der Zelle, oder in einer löslichen Form gebildet werden können.

Können bestimmte RNA-Moleküle gezielt modifiziert und eingesetzt werden, um die Entzündungsantwort zu steuern?

Andere RNA-Moleküle können darüber hinaus auch zielgerichtet RNA -Botenstoffe verändern. Wir erforschen, wie diese kleinen regulatorischen RNA-Moleküle (genannt microRNA) gebildet werden und wie diese über eine veränderte Boten-RNA die Proteinbildung beeinflussen. Um die Regulierung und genaue Zusammensetzung der RNA zu verstehen, setzen wir unter anderem modernste Sequenzierverfahren ein. Darunter eine Methode, die es erlaubt, die RNA-Sequenz auf Einzelzellebene zu erfassen (Single Cell Sequencing). Zudem wenden wir die CRISPR-Cas9-Methode an, um gezielte Veränderungen im Genom einzufügen. Unser Ziel ist es, dadurch zu einem besseren Verständnis der RNA-Biologie zu gelangen und neue therapeutische Angriffspunkte in Krankheitsmodellen der Entzündung zu erproben.