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Keywords:

  • microRNA;
  • miRNA;
  • Zielgene;
  • Krebs;
  • Mechanismen

Abstract

microRNAs (miRNAs) sind kleine, nicht für Proteine codierende RNAs, die wichtige biologische Prozesse regulieren. Neben Funktionen in der natürlichen Entwicklung von Lebewesen sind auch Beteiligungen an Kranksheitsprozessen wie Krebs beschrieben worden. Diese Regulation erfolgt durch die Basenpaarung mit mRNAs von Zielgenen, und führt entweder zu deren Abbau oder einer Blockade der Herstellung der von diesen codierten Proteinen. Da innerhalb der miRNAs nur eine sehr kurze, etwa 6-7 Nukleotide lange “Seed”-Sequenz über die Spezifität der Bindung an Ziel-mRNAs verantwortlich ist, wird vermutet, dass jede miRNA viele mRNAs (und Proteine) regulieren kann. Für Brustkrebs haben wir mehrere solcher Regulationsmechanismen aufgedeckt und zeigen hier anhand experimenteller Daten, dass die miRNA-vermittelte Regulation von Prozessen komplex verläuft, da verknüpfte Signalwege parallel gesteuert werden und gemeinsam zur Änderung von zellulären Phänotypen beitragen. Diese Komplexität der Regulation der Proteine durch miRNAs eröffnet neue Möglichkeiten, die molekularen Ursachen von Krankheitsbildern zu verstehen.

microRNAs, regulators of complex phenotypes

microRNAs (miRNAs) are small, non-coding RNAs that regulate a number of biological processes, including development. Due to their mode of action some miRNAs are also causally involved in diseases like cancer. miRNAs bind base-complementary mRNAs and lead to either degradation of the bound mRNAs or translational repression. Both result in decreased protein levels of the particular target. miRNA selectivity is governed via a very short, just six to seven nucleotides long, ”seed" sequence which is likely to exist in many mRNAs. miRNAs are, therefore, believed to target a larger number of mRNAs, each, leading to the concerted regulation of functionally connected proteins and to thus substantially contribute to phenotypes. We have performed several screenings which suggest that, indeed, many miRNAs regulate a larger number of proteins. However, we also showed that the proteins we tested were regulated by a larger number of miRNAs each. The complexity of miRNA regulation opens new avenues towards reaching a molecular understanding of disease phenotypes via the integrated consideration of coordinated regulations.