RNAi; RNA Interferenz

molekularbiologisches Verfahren, um die Aktivität eines bestimmten Gens zu blockieren

RNAi ist ein natürlicher Mechanismus der Genregulation bei Pflanzen, Pilzen, Tieren und Menschen, der zum Abschalten von Genen in Zellen führt. Er dient vor allem zur Abwehr fremder RNA, z.B. von Viren.

RNAi wird durch doppelsträngige RNA (dsRNA) ausgelöst. Dabei wird dsRNA zunächst durch ein Enzym in kleinere Stücke zerlegt. Einzelstränge dieser kurzen RNA-Schnipsel binden an komplementäre Boten-RNA (mRNA), die dadurch blockiert oder zerstört wird. Die Bildung der entsprechenden Proteine in den Ribosomen ist damit unterbunden. Dieser Vorgang wird als PTGS (post-transkriptionales Gene Silencing) bezeichnet.

In der Pflanzenzüchtung nutzt man das RNAi-System, um Pflanzen vor Krankheiten oder Schädlingen zu schützen. Mit gentechnischen Methoden verändert man Pflanzen zum Beispiel so, dass sie dsRNA bilden, welche genau zur mRNA eines lebensnotwendigen Gens eines Schadinsekts passt. Nehmen die Schädlinge die dsRNA beim Fraß an der Pflanze auf, kann das entsprechende Protein nicht gebildet werden und das Insekt stirbt. Die dsRNA wirkt also wie ein Insektizid.

RNAi wird auch eingesetzt, um durch gezieltes Ausschalten von einzelnen Genen deren Funktion herauszufinden.

Damit Pflanzen die notwendigen RNA-Abschnitte bilden können, werden entsprechende Gene in ihr Erbgut eingebracht. Die Pflanzen werden daher als gentechnisch veränderter Organismus (GVO) eingestuft und unterliegen den dafür geltenden Vorschriften, Zulassungs- und Kennzeichnungspflichten.

Inzwischen gibt es Anwendungen, die nicht unter die strengen Gentechnik-Regulierungen fallen und dennoch auf dem RNAi-Prinzip beruhen: RNAi-Sprays. Sie werden wie ein Pflanzenschutzmittel auf die Pflanzen aufgesprüht. Die darin enthaltenen RNA-Abschnitte werden aufgenommen und blockieren das jeweilige Zielgen, ohne dass das Genom der Pflanze oder des Schädlings verändert wird.

Einige Pflanzensorten, die auf der RNAi-Technik beruhen, sind bereits zugelassen, zum Beispiel in Brasilien eine virusresistente Bohne und in den USA eine Kartoffel (Innate), die weniger druckempfindlich ist und nach dem Anschneiden nicht braun wird.

Siehe auch

Antisense RNA Gene Silencing