RNA-Interferenz

Andrew Fire und Craig Mello 2006 (Nobelpreis für Physiologie oder Medizin des Jahres 2006)

Als RNA-Interferenz, kurz: RNAi, bezeichnet man eine Interruption der Translation, d.h. der Übersetzung der Messenger-RNA (mRNA) in ein Protein. Über die RNA-Interferenz und das RNA-Silencing reguliert der Organismus seine Genexpression um z.B. eindringende Fremd-Nucleinsäuren (z.B. Viren) abwehren zu können. Dieses "Werkzeug"  ist bei allen  eukaryotischen Zellen ausgebildet. Bei der RNA-Interferenz handelt es sich also um eine Form der Genregulation, indem ein bereits transkribiertes Gen nicht oder nur in geringem Umfang in ein Protein umgesetzt wird (Gene-Silencing). Da die RNA-Interferenz in der Regel nach der Transkription einsetzt, wird sie auch als „Posttranskriptionelles Gene-Silencing“ (PTGS) bezeichnet.

Beim Gene-Silencing werden doppelsträngige RNA-Moleküle in der Zelle gebildet, die von Dicern (dsRNA-spezifischen Endonucleasen aus der RNase III-Familie), in kleine RNAs mit 18-25 Nucleotiden Länge gespalten. Diese Moleküle werden auch als siRNAs (small interfering RNAs) oder als micro-RNA (miRNA) bezeichnet. Die siRNAs werden dann als Einzelstrang von einem Dicer-assoziierten Protein in den RNA-induzierten Silencing-Komplex (RISC) eingebaut, der sogenannte Argonaute-Proteine enthält und RNA abbauen kann, die zu der siRNA komplemtär ist - die siRNA entspricht also formal einer antisense-mRNA.

Bemerkenswerterweise ist das RNA silencing in Pflanzen nach einer Virusinfektion nicht auf die einzelne, virusbefallene Zelle beschränkt; vielmehr breitet sich das Signal von Zelle zu Zelle lokal oder auf eine ganze Pflanze aus. 

1. Agrawal N et al. (2003) RNA interference: biology, mechanism, and applications. Microbiol Mol Biol Rev 67:657-685.
2. Han H (2018) RNA Interference to Knock Down Gene Expression. Methods Mol Biol 1706:293-302.