Neues Werkzeugset revolutioniert die Erforschung genetischer IRES-Elemente
Lotta Albrecht
Neues Werkzeugset revolutioniert die Erforschung genetischer IRES-Elemente
Ein Forschungsteam des Universitätsklinikums Bonn (UKB), der Universität Bonn und der Stanford University hat ein neues Werkzeugset für die Erforschung interner ribosomaler Eintrittsstellen (IRES, von engl. internal ribosomal entry sites) entwickelt. Die in der Fachzeitschrift The EMBO Journal am 13. März 2025 veröffentlichte Arbeit etabliert eine einheitliche Methode zur Analyse dieser entscheidenden genetischen Elemente. Bisher hatte das Forschungsfeld unter inkonsistenten und unzuverlässigen Testverfahren gelitten.
Das Fehlen standardisierter Techniken hatte die Erforschung zellulärer IRES weitgehend zum Erliegen gebracht. Ohne verlässliche Methoden zur Messung ihrer Funktion blieb der Fortschritt im Verständnis und in der Anwendung dieser Sequenzen begrenzt. Das neu entwickelte Werkzeugset schließt diese Lücke, indem es robuste Verfahren zur Charakterisierung der IRES-Aktivität sowohl in kultivierten Zellen als auch in embryonalem Gewebe bereitstellt.
Das Set umfasst unter anderem ein Reporter-System auf Basis zirkulärer RNA sowie Messungen der Translationsraten einzelner IRES-haltiger mRNA-Moleküle. Diese Methoden ermöglichen eine präzise Bewertung, wie effizient verschiedene IRES-Elemente die Proteinproduktion initiieren. Forscher können nun Ergebnisse zwischen verschiedenen Experimenten vergleichen und so einen Maßstab für künftige Studien setzen.
Besonders leistungsstarke IRES-Elemente bergen großes Potenzial für die synthetische Biologie und die Entwicklung fortschrittlicher mRNA-Therapien. Ihre Fähigkeit, eine effiziente Proteinsynthese unabhängig von herkömmlichen, cap-abhängigen Mechanismen anzutreiben, macht sie für medizinische und biotechnologische Anwendungen wertvoll. Die Universität Bonn, das UKB und die Stanford University haben zudem ein Patent auf wirksame nicht-virale IRES-Sequenzen angemeldet, die speziell die Translation zirkulärer RNA verbessern sollen.
Die Finanzierung des Projekts erfolgte durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Universität Bonn. Die vollständige Studie ist unter folgendem DOI abrufbar: https://doi.org/10.1038/s44318-025-00404-5.
Die Einführung dieses standardisierten Werkzeugsets verschafft Forschern ein zuverlässiges Gerüst für die IRES-Analyse. Damit wird ein zuvor stagnierendes Forschungsfeld wiederbelebt und der Weg für Innovationen in der mRNA-basierten Therapie und der synthetischen Biologie geebnet. Die patentierten Sequenzen unterstützen zudem mögliche praktische Anwendungen in Medizin und Biotechnologie.
