Neue CRISPR-Methode macht die Proteinproduktion in Zellen steuerbar

Die zelluläre Translationsrate bestimmt maßgeblich die Zellteilung, die Zelldifferenzierung sowie den Erhalt der Stammzelleigenschaften. Ein internationales Forschungsteam um Professor Stefan H. Stricker vom Biomedizinischen Centrum der LMU lieferte nun den direkten Kausalitätsnachweis. Die intrazelluläre Menge an ribosomaler RNA (rRNA) reguliert diese Prozesse direkt.

Entwicklung der TAPIR-Methode

Unterschiedliche rRNA-Mengen in verschiedenen Zelltypen und bei Pathologien waren bereits bekannt. Die Kausalität blieb jedoch bisher ungeklärt. Das Team entwickelte die CRISPR-basierte Methode TAPIR (Targeted Activation of Protein Translation). Dieses molekularbiologische Werkzeug steigert die Aktivität ribosomaler Gene gezielt. „Unsere neue Studie zeigt, dass eine gezielte Aktivierung der rRNA-Produktion die Proteinsynthese deutlich steigert“, erklärt Stricker.

Intervention bei Ribosomopathien und Onkogenese

Die Ergebnisse sind hochrelevant für Erkrankungen mit gestörter Ribosomenfunktion. Dazu zählen Ribosomopathien wie das Treacher-Collins-Syndrom. Im Mausmodell kompensierte die gezielte Hochregulation der rRNA-Produktion krankheitsbedingte Phänotypen teilweise.

Zudem nutzen Tumorzellen beim Adenokarzinom des Pankreas eine gesteigerte rRNA-Synthese für beschleunigtes Wachstum. Mittels TAPIR wurde die rRNA-Produktion im Tumormodell experimentell erhöht. Dies förderte das Tumorwachstum direkt. Damit ist die gesteigerte rRNA-Synthese ein kausaler Faktor der Onkogenese.

Plattform für translationale Forschung

„Unsere Studie macht deutlich, dass die Regulation der Proteinbiosynthese sowohl bei Entwicklungs- und Wachstumsprozessen als auch bei der Krebsentstehung eine zentrale Rolle spielt“, fasst Stricker zusammen. Die TAPIR-Technologie dient fortan als analytische Forschungsplattform für translationale Prozesse. Das System ermöglicht die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze. Ziel sind Erkrankungen mit hypofunktionellen Ribosomen sowie Tumoren mit deregulierter Proteinsynthese.

Quelle

Ludwig-Maximilians-Universität München (07/2026)