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Göttingen Max-Planck-Forscher entdecken neuen Mechanismus für Organentwicklung
Campus Göttingen Max-Planck-Forscher entdecken neuen Mechanismus für Organentwicklung
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18:03 10.11.2010
MPI
Ausgewachsene Milchgänge: Brustdrüsengewebe bei einer Maus mit mikroRNAs 212 und 132 (oben) und verkümmerte Milchgänge einer Maus, der mikroRNAs 212 und 132 fehlen.
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Sie zeigten, dass Ribonukleinsäure-Moleküle dabei eine Schlüsselrolle spielen. Bei Mäusen, denen das Gen für die mikroRNAs 212 und 132 fehlten, blieb das Wachstum ihrer Brustdrüsen während der Pubertät vollkommen aus. Damit haben Wissenschaftler erstmals im Tiermodell gezeigt, dass kleine Ribonukleinsäure-Moleküle (sogenannte mikroRNAs) auch bei der Organentwicklung eine wichtige Funktion erfüllen. „Das war auch für uns eine Überraschung“, sagt Projektleiter Dr. Kamal Chowdhury vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen. „Die bei unseren Versuchen eingesetzten Mäuse besaßen ja noch alle Hormone, Wachstumsfaktoren und Proteine, die für eine normale Brustentwicklung sorgen. Aber allein das Fehlen des Gens für die mikroRNAs miR-212- und miR-132 bewirkte, dass das Wachstum der Brustdrüsen, insbesondere der Milchgänge, ganz ausblieb.“

Dass mikroRNAs wesentliche regulatorische Funktionen haben, ist seit einigen Jahren bekannt. Sie kodieren sind für die Feinabstimmung bei der Produktion bestimmter Proteine zuständig und greifen damit wesentlich in den Stoffwechsel ein. Doch das Repertoire der kleinen RNA-Moleküle ist damit nicht erschöpft. „Mit verschiedenen Experimenten haben wir zeigen können, welche Schlüsselrolle diese RNA-Familie bei der Entwicklung der Brustdrüse spielt und wo die Moleküle vermutlich regulatorisch eingreifen“, erklärt Chowdhury.

Die Brustdrüse, auch Milchdrüse genannt, besteht aus dem Drüsengewebe mit den Milchgängen und aus dem Bindegewebe mit stützender und regulierender Funktion. Bei der Maus ist das Drüsengewebe vom Bindegewebe umgeben und klar abgegrenzt. Das Bindegewebe scheint auch der Ort zu sein, an dem miR-212 und miR-132 in den Entwicklungsprozess eingreifen. Denn ausschließlich hier, so konnten Chowdhury und sein Kollege Ahmet Ucar mit ihren Versuchen nachweisen, werden die Gene dieser Ribonukleinsäure-Moleküle „angeschaltet“.

Dabei scheinen die mikroRNA-Moleküle, so das Modell der Forscher, die Produktion eines Proteins namens MMP-9 zu kontrollieren. „Ähnlich wie ein Dimmer können die mikroRNAs die Produktion von MMP-9 herunterregulieren“, erklärt Ucar. Fehlen die mikroRNAs, werden mehr MMP-9-Proteine hergestellt und sammeln sich in der Nähe der Milchgänge an. Dort aktivieren sie offenbar einen Signalweg, der dann im Drüsengewebe verhindert, dass die Milchgänge normal auswachsen können. Ucar: „Ihre regulatorische Funktion üben diese winzigen RNA-Moleküle aus, indem sie die Kommunikation zwischen den beiden Geweben der Brustdrüse beeinflussen“.

Experimente müssen prüfen, ob die mikroRNAs auch beim Menschen die Brustentwicklung regulieren. Was passiert, wenn die mikroRNAs fehlerhaft arbeiten, darüber spekulieren die Wissenschaftler derzeit nur. „Ob solche Fehlfunktionen beispielsweise zur Entstehung von Tumoren im Brustgewebe führen können, müssen weitere Studien erst noch zeigen“, so Chowdhury.

jes/eb