Mikro-RNAs wirken wie Hormone

Durham (USA)/Helsinki (Finnland) - Bei Pflanzen und Tieren entwickeln sich aus gleichartigen Stammzellen verschiedenartige Gewebe. Dazu ist eine chemische Kommunikation der Zellen nötig, die über die Position im Organismus informiert. Jetzt hat ein internationales Forscherteam erstmals nachgewiesen, dass bei Pflanzen kleine Nukleinsäuremoleküle, die Mikro-RNAs, eine wichtige Funktion als Botenstoffe haben. Während der Entwicklung der Wurzel setzt eine Zellschicht Mikro-RNAs frei, die in einer anderen Zellschicht bestimmte Gene hemmen. Neben Hormonen, Proteinen und den größeren Boten-RNAs tragen also auch Mikro-RNAs zur Kommunikation zwischen den Zellen bei, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal "Nature".

"Unseres Wissens ist das der erste eindeutige Nachweis dafür, dass sich Mikro-RNAs von einer Zelle zur anderen bewegen können", sagt Philip Benfey vom Duke Institute for Genome Sciences & Policy in Durham. Zusammen mit Yrjö Helariutta von der Universität von Helsinki und anderen Forschern untersuchte er Entwicklungsprozesse der Wurzel bei einer Arabidopsis-Art, einem Kreuzblütengewächs. Sie stellten fest, dass Zellen im äußeren Wurzelgewebe zwei Arten von Mikro-RNAs (MIR165a and 166b) freisetzen. Diese gelangen auf noch unbekannte Weise in den zentralen Teil der Wurzel, wo sie spezielle Gene von Zellen blockieren. Die gerichtet transportierten Mikro-RNAs bilden einen Konzentrationsgradienten, der die Zellen über ihre Position informiert und ihre weitere Entwicklung bestimmt. Aus den zentral gelegenen Zellen entwickeln sich dann die Leitbündel, deren Aufgabe der Ferntransport von Flüssigkeiten ist.

Es ist bekannt, dass Mikro-RNAs an der Regulation von Genaktivitäten beteiligt sind, indem sie die Boten-RNA von Genen inaktivieren. Wie jetzt bei Pflanzen nachgewiesen, könnten sie auch bei Tieren und Menschen eine zusätzliche Bedeutung für die Kommunikation zwischen Zellen haben, beispielsweise bei der Entwicklung des Gehirns. Ein Defekt dieser Funktion wäre eine mögliche Ursache von Krankheiten.