Dass in jeder Körperzelle das gleiche Erbgut regiert und doch etwa Herz und Haut ganz verschiedene Funktionen übernehmen, ist auch den sogenannten MicroRNAs zu verdanken. Sie sind eine Art Bonsai-Variante der RNA (Ribonukleinsäure) mit einem genetischen Code aus 20 bis 22 Basenpaaren. Ihre Aufgabe ist das Feintuning der Genregulation.

MicroRNAs sind nicht zu verwechseln mit der durch die Covid-Impfstoffe berühmt gewordenen mRNA – der MessengerRNA, auch als Boten-RNA bekannt. Diese mRNA ist eine Abschrift von genetischen Bauplänen für Proteine aus dem Zellkern. Die MicroRNA hingegen reguliert, ob aus dieser Abschrift der Erbinformation tatsächlich Proteine gebaut werden – und halten so den Stoffwechsel gesunder Zellen im Gleichgewicht.

Dazu interagieren sie mit den größeren mRNA-Molekülen. Deren Baupläne lesen die Ribosomen einer Zelle ein, übersetzen sie und stellen in einem Arbeitsgang die Proteine her. MicroRNAs können diese Proteinproduktion nun unterbinden, indem sie sich an die mRNA-Moleküle heften. Manche initiieren sogar den Abbau der RNA. Ein einziger MicroRNA-Typ kann dabei viele Stoffwechselwege gleichzeitig regulieren. Er muss nur in sechs bis acht Bausteinen aus je einem Basenpaar, Zucker- und Phosphatrest – mit der Zielsequenz am großen RNA-Molekül übereinstimmen.

Gerät das Regelungssystem aus dem Takt, etwa nach einem Herzinfarkt oder einer Verletzung, können durch microRNAs auch Krankheiten entstehen. Dann aktivieren sie beispielsweise Stoffwechselpfade in den Zellen, die zu Tumoren, zur Versteifung von Geweben, zu Herz- oder auch zu psychischen Erkrankungen führen können. Die gute Nachricht: Das Wissen um diese Prozesse ermöglicht auch Ansätze für neue Wirkstoffe, die etwa unerwünschte MicroRNA blockieren können.

MicroRNAs wurden vor gut 30 Jahren eher zufällig entdeckt. Sie werden von jenen 98 Prozent des Erbguts codiert, die bis in die 1980er Jahre als „nonsense“ – ohne Sinn – galten. Die US-Amerikaner Victor Ambros und Gary Ruvkun fanden erstmals eine microRNA bei ihrer Forschung am Fadenwurm C. elegans. Und sie entschlüsselten deren Bedeutung bei der Gentranskription.

Ihr Fund wurde 1993 im Fachblatt Cell veröffentlicht, sorgte damals aber in der Wissenschaftsgemeinde nicht für Aufsehen. Erst als klar wurde, dass die winzige RNA-Variante auch in anderen Tieren und im Menschen die Proteinproduktion in den Zellen mitdirigiert, erkannten Forschende weltweit das Potenzial. 2024 wurden Ambros und Zuvkun für die Entdeckung der microRNA mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet.