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 * Heinen R., (2007): Validierung von miRNA-Zielgen-Interaktionen und ihre Charakterisierung bei Motoneuronerkrankungen. Fakultät für Biologie, Universität Bielefeld: (21) 1-21
[[http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDgQFjAB&url=http://d-nb.info/985433515/34&ei=iPtfUoWsBYvasga7oIGIDQ&usg=AFQjCNGhApUUkq9U3ISJZ4FYgwkLsmQMcA|http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDgQFjAB&url=http%3A%2F%2Fd-nb.info%2F985433515%2F34&ei=iPtfUoWsBYvasga7oIGIDQ&usg=AFQjCNGhApUUkq9U3ISJZ4FYgwkLsmQMcA]]

 * Izaurralde E., (2008): MicroRNAs - mächtige Winzlinge, die Gene ausschalten. Max Planck Forschung: (2) 1-2
http://www.mpg.de/318864/forschungsSchwerpunkt2

 * Koh A., (2011): Ungebremste Brustkrebszellen. Deutsches Krebsforschungszentrum: (2) 1-2
http://www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2011/dkfz-pm-11-68-Ungebremste-Brustkrebszellen.php
 * Heinen R., (2007): Validierung von miRNA-Zielgen-Interaktionen und ihre Charakterisierung bei Motoneuronerkrankungen. Fakultät für Biologie, Universität Bielefeld: (21) 1-21 [[http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDgQFjAB&url=http://d-nb.info/985433515/34&ei=iPtfUoWsBYvasga7oIGIDQ&usg=AFQjCNGhApUUkq9U3ISJZ4FYgwkLsmQMcA|http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDgQFjAB&url=http%3A%2F%2Fd-nb.info%2F985433515%2F34&ei=iPtfUoWsBYvasga7oIGIDQ&usg=AFQjCNGhApUUkq9U3ISJZ4FYgwkLsmQMcA]]

 * Izaurralde E., (2008): MicroRNAs - mächtige Winzlinge, die Gene ausschalten. Max Planck Forschung: (2) 1-2 http://www.mpg.de/318864/forschungsSchwerpunkt2

 * Koh A., (2011): Ungebremste Brustkrebszellen. Deutsches Krebsforschungszentrum: (2) 1-2  http://www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2011/dkfz-pm-11-68-Ungebremste-Brustkrebszellen.php

Eigenschaften und funktionelle Besonderheiten der Mikro-RNA im tierischen Organismus


Die miRNA‘s wurden 1993 das erstemal näher erforscht und beschrieben. Die Forschung und Untersuchung von miRNA‘s ist sehr komplex, auf Grund ihrer geringen Größe (Haarnadelstruktur) die zwischen 21 - 23 Nukleotiden (nt) liegt und wegen des schnellen Abbaus durch die zugehörigen Abbauenzyme.

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Synthese und Aufbau der miRNA

3. Regulation der Genexpression

4. Biogenese

4.1 Zusammenfassung

5. Die posttranskriptionale Genregulation

6. Die medizinische Bedeutung der miRNA

7. Zusammenhang zwischen der miRNA- Expression und dem Wobbler- Syndrom

7.1 Das Wobbler- Syndrom beim Hund

7.2 Verschiedene Krankheitsursachen des Wobbler Symptoms

8. Vermuteter Zusammenhang zwischen miRNA- Expression und degenerative neurologische Erkrankungen bei Tieren

8.1 Degenerative Myelopathie

8.2 Dalmatiner Leukodistrophie

8.3 Fibrinodie Leukodistrophie (Alexanders Disease)

8.4 Spinale Muskelatrophie (Stockard Disease)

9. Schlussfolgerung

10. Literaturverzeichnis

11. Abbildungsverzeichnis


Einleitung

Bei der miRNA handelt es sich um nicht kodierende Ribonukleinsäuren (miRNAs, siRNAs, piRNAs, snRNAs). Diese werden als kurze und konzentrierte RNA- Moleküle beschrieben, welche auch außerhalb des Zellkerns überleben können, somit nicht sofort durch Exonucleasen abgebaut werden. Sie regulieren die hochspezifische Genexpression auf posttranskriptionaler Ebene.

Abbildung 1

Abbildung1

Der Stammbaum

Aktuell sind die miRNA‘s ein wichtiges Thema in der Molekularbiologie und Zellbiologie So sind laut aktuellen Studien im Genom bei Säugtieren circa 800 verschiedene miRNA‘s und beim Menschen 1200 vorhanden. Nach neusten Erkenntnissen zu folge, werden rund 20-30% aller menschlichen Gene durch miRNA‘s gesteuert. Die verschiedenen synthetisierten miRNA‘s in einer Zelle geben oft Auskunft über den physiologischen Zustand der Zelle. So ist die miRNA- Zusammensetzung in einer Apoptose befindlichen Zelle eine andere als in einer Zelle die sich z.B. im Zustand der Zellteilung befindet. So spielen die miRNA‘s eine bedeutende Rolle bei der tierischen Entwicklung (s. Abb. 1), sie sind unter anderem bei der Neurogenese und Myogenese beteiligt. Desweitern scheinen miRNA‘s von einer enormen Wichtigkeit bei der Hemmung bzw. Apoptose von Tumorzellen zu sein. Die Deregulation von miRNA‘s wurde in verschiedensten Tumorarten stu diert und scheint tumorspezifische Charakteristiken aufzuweisen.

Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass einige miRNA‘s essentiell für die Aufrechterhaltung der pluripotentischen Vorgänge im Organismus und für die selbstständige Regeneration der embryonalen Stammzellen sind. Deshalb ist der Einsatz der miRNA‘s nicht nur aktuell wichtig, sondern wird auch in Zukunft weiterhin ansteigen. So läuft aktuell eine humanmedizinische Studie an dem Krebsforschungszentrums Heidelberg, wo Forscher versuchen spezielle miRNA‘s so zu verändern, das sie die Ausbreitung von bösartigen Krebszellen im menschlichen Körper eindämmen. Im September dieses Jahres wurde eine erste Erkenntnis der Studie veröffentlicht „Unsere Ergebnisse zeigen klar, dass miRNA-520 eine echte Krebsbremse ist, die das bösartige Verhalten der Tumorzellen gleich auf zwei verschiedenen Wegen unterdrückt“ (Koh A., 2011) so laut Prof. Wiemann.

Es laufen veterinärmedizinische Studien über den miRNA- Einsatz bei sogenannten WOBBLER- Erkrankungen, welche zum Beispiel Hunderassen wie den Dobermann betreffen. Hinweise, dass miRNA‘s bei neurodegenerativen Erkrankungen eine bedeutende Rolle spielen lassen völlig neue und erfolgsversprechende Therapieansätze zu.


Abbildung 2

Abbildung2

Die Genexpression

Synthese und Aufbau der miRNA

Die miRNA‘s sind nicht kodierende RNA‘s, die nicht, wie die mRNA‘s in Proteine übersetzt werden können. Sie sind sehr kleine RNA‘s, deren Größe um die 21- 23 nt beträgt. 98% des im menschlichen Körpers vorkommende durch die Transkription gebildeten RNA‘s, sind nicht kodierende Ribonucleinsäuren; dazu gehört beispielsweise auch die miRNA. Im Allgemeinen hat jede miRNA mehrere Zielgene, wobei diese im Genom direkt an diese jeweiligen Zielgene gekoppelt sind. Umgekehrt haben bestimmte Zielgene mehrere miRNA‘s. (Heinen R., 2007)

Erklärung Abbildung 2 "Die Genexpression":

Bei der Genexpression kommt es zunächst zu einer Vorstufe der miRNA‘s im Zellkern, siehe Nummer 1. Nach der Ausschleusung ins Zytoplasma findet die Reifung unter Einwirkung von verschiedenen Enzymen statt, siehe Nummer 3. Zusätzlich können inaktive mRNA‘s im Zytoplasma verbleiben siehe Nummer 2.Die Reifung von Enzymen kann wie folgt beschrieben werden, es entstehen Enzym die im weiteren Verlauf modifiziert werden, siehe Nummer 3 und 4.




Regulation der Genexpression

Regulation von Genen ist in 4 Klassen eingeteilt ,da jede Zelle eines Organismus tausende von Genen enthält aber deren Produkte innerhalb des Organismusses nur zu bestimmten Zeitpunkten und unter speziellen Bedingungen oder in festgelegten Konzentrationen benötigt werden und deshalb eine komplexe Regulation nötig ist.

Die 4 Regulationsmechanismen sind:

Die miRNA‘s spielen eine große Rolle in der posttranslations Regulation, wo sie in einen Effektor- ProteinkomplexProteinkomplex eingebaut werden. Dieser Ribonukleoprotein - Komplex ( RISC, RNA induced silencing complex) hat einen negativen Einfluss auf die Expression der Ziel – mRNA, wobei die miRNA eine zielerkennende Funktion durch Basenpaarung mit dem Zielgen hat. Es wird entweder die Spaltung der Ziel-RNA oder die Blockade der Translation forciert. Diese Regulation ist sehr flexibel da der Effektor - Proteinkomplex mit unterschiedlichen, spezifischen RNA‘s bestückt sein kann. Die Herkunft dieser RNA‘s kann entweder endogen wie im Falle von miRNA oder exogen wie bei der siRNA (small inferring RNA) sein. (Heinen R., 2007)


Biogenese

Die Gene der miRNA sind entweder Intons von Genen lokalisiert und werden somit koexpremiert oder liegen als Primärtranskripte vor. Viele der entdeckten mi-RNA‘s sind in verwandten Organismen hoch konserviert im Genom und konnten sogar in evolutionär entfernten Organismen nachgewiesen werden. Ein Beispiel dafür war die Entdeckung von gleichen miRNA‘s im Menschen und in der Maus.

Die Primärtranskripte der miRNA‘s werden hauptsächlich durch die RNA-Polymerase 2 synthetisiert, und sind am 5´Ende mit Cap-Strukturen versehen und enthalten am 3´Ende einen Poly A Schwanz. Der Mikroprozessor wandelt das Primärscript zu einem sogenannten Precursor- miRNA um. Der Enzymkomplex besteht aus einem Protein (DGCR8), das die RNA binden kann und der Typ 3 RNase Drosha. Als Resultat entsteht ein pre miRNA die charakteristisch eine Länge von 70 Nukleotiden hat und eine spezielle Auffaltung aufweist, die sogenannte „stemloop“. Die pre-miRNA wird aus dem Zellkern in das Zytoplasma transportiert. Dieser aktive Prozess wird ausschließlich durch den Ran- GTP und Exportin-5 Rezeptor gesteuert. Einige Versuche haben gezeigt, dass für den miRNA vermittelten mRNA- Abbau neben dem Argonautprotein (Ago2) auch ein als GW182 bezeichnetes Protein, sowie Deadenylasen und Entkappungsenzyme notwendig sind, welche im generellen am mRNA- Abbau beteiligt sind. Dieses Protein ist im Zytoplasma lokalisiert, es bildet so genannte mRNA- Prozessirungskörperchen, d.g. P-Bodies. Es ist zu erwähnen, dass GW182 direkt mit dem Argonautprotein interagiert. Nach der Interaktion wird es zu den Zielsequenzen der miRNA gebracht. Daraus resultiert die Unterdrückung der Proteinsynthese. Das GW182 markiert die mRNA für den Abbau der mRNA durch zelleigene Enzyme.

Die miRNA Reifung im Zytoplasma wird vom Enzym Dicer ausgeführt. Dies ist ebenfalls eine RNase3 (Endonuclease). Das Protein erkennt die 3`- Überhänge. Der Dicer ist ein essentieller Bestandteil der miRNA- Biogenese. Am Dicer gebunden entsteht ein miRNA- Duplex, dessen Größe 20- 24 nt beträgt. Im weiteren Verlauf wird durch diesen Dicer ein RNA induced silencing complex (RISC) ausgebildet. Das Protein Ago 2 wird mithilfe des Proteins TRBP welches an dem miRNA- Duplex anheftet rekrutiert. Die Ausbildung von RISC kann nur erfolgen, indem sich der miRNA- Duplex durch eine Helikase (wahrscheinlich Gemin 3) entwindet. Ein Gegenstrang wird nun abgespalten, welcher Strang abgespalten wird und welcher im Komplex gebunden bleibt wird durch die relative Stabilität der Enden des Duplexes beeinflusst. Hierbei spielt die Hybridisierungsstruktur am 5´Ende eine entscheidende Rolle. Die schwächere Hybridisierungsstruktur wird eingebaut. Die negative regulatorische Wirkung auf das Zielgen wird erreicht durch das microRibonukleoprotein (miRNP), welcher im vorherigen beschriebene Vorgang entstanden ist. Es besteht aus der zielgenerkennenden miRNA und dem katalytischen Effektor- Komplex RISC. (Heinen R., 2007)

Zusammenfassung

Die Aufgabe der miRNA‘s ist die grundlegende Steuerung biologischer Prozesse, z.B. Proliferation, Apoptose, Zelldifferenzierung und Entwicklung. Seit neuesten Erkenntnissen sind sie auch an der Entstehung menschlicher Krankheiten wie Krebs und Stoffwechselstörungen beteiligt. Um ihre biologische Funktion zu entfalten verbinden sich miRNA‘s mit aus der Argonauten stammenden Proteinen und bilden RNA enduced silencing complexes (RISC). Dabei ist es die Aufgabe der miRNA‘s, die gekoppelten Argonautproteine zu komplementären Zielsequenzen der mRNA zu binden. Die Übersetzung der mRNA‘s wird somit gehemmt. Der genaue Grund für diesen Mechanismus ist nicht bekannt. Es sind drei verschiedene Wege der RNA Interferenz bekannt. Die miRNA‘s können den Abbau von Proteinen beschleunigen, Proteinsynthese blockieren und den Abbau von mRNA fördern.


Die posttranskriptionale Genregulation

Ob die Translation der Ziel- mRNA blockiert oder endonucleolytisch gespalten wird, hängt von dem miRNP ab. Bindet das miRNP vollständig bzw. nahezu vollständig an einer Zielsequenz der mRNA am 3`Ende, so wird sie anschließend im Zytoplasma abgebaut (Endonucleasen und Exosome). Dieser Mechanismus tritt in den meisten Fällen in Pflanzen auf, seltener in METAZOEN. Anschließend wird das miRNP vom mRNA- Fragment durch einen ATP-abhängigen Prozess abgespalten und steht für eine erneute Bindung von Ziel- mRNA zur Verfügung.

Bei partieller Bindung des miRNP an der Ziel- mRNA wird die Translation des Moleküls blockiert, dies istsowohl im menschlichen als auch im tierischen Organismus der Fall.

Diese Erkenntnisse sind die Voraussetzungen der heutzutage möglichen Krebspräventionsuntersuchungen. Die zu untersuchenden Parameter befinden sich im Genom und lassen Rückschlüsse auf Risikopersonen zu. (Heinen R., 2007)


Die medizinische Bedeutung der miRNA

Die beiden ersten entdeckten miRNA‘s waren lin-4 und let-7, diese haben großen Einfluss auf die Entwicklung von Larven der Fadenwürmer (C. elegans). Weiterhin sind RNA‘s in embryonalen Stammzellen expremiert. Weitere Expressionsprofile sind in der Hämatopoese, in der Herzmuskulatur, bei der Entwicklung des Nervensystems und spielen auch eine übergeordnete Rolle in verschiedenen anderen Differenzierungsprozessen. Desweitern spielen miRNA‘s auch außerhalb der embryonalen Entwicklung, eine große Rolle, bei der Regulation von Stoffwechselprozessen, wie zum Beispiel bei der Insulins- und Bauchspeicheldrüsensekretion. Auch ist der Einfluss der miRNA‘s bei der Induktion oder Suppression der Apoptose zu nennen. Die Ursache für chronische lymphatische Leukämie ist die Induktion der Apoptose, da eine miRNA das antiapoptotische Gen hemmt. Die miRNA‘s spielen auch bei onkogenen Prozessen eine Rolle. Durch Studien wurde belegt, dass eine Überexpression von bestimmten miRNA‘s bei Lungenkrebs, durch die Inhibition ihres onkogenen Zielgens die Zellproliferation verhindert. Andererseits gibt es miRNA‘s die bei starker Expression die Zellproliferation fördern. Im Allgemeinen kann man feststellen, dass bei nahe zu allen untersuchten Krebserkrankungen eine differenzierte Expression der miRNA‘s zu beobachten ist. (Izaurralde E., 2008)

„Man verspricht sich durch die Erstellung charakteristischer miRNA‘s Expressionsprofile eine exakte diagnostische Tumor- Typisierung zu erreichen, um somit besser den richtigen Therapieansatz wählen zu können.“ (Heinen R., 2007) Hierfür ist es notwendig Datenbanken für miRNA- Zielgene anzulegen. Bis jetzt sind im menschlichen Organismus 112 und in der Maus 28 Zielgene in den Datenbanken erfasst. Um das Wirkungsspektrum der miRNA- Genregulation vollständig zu erfassen sind weitere umfangreiche Analysen unerlässlich.


Zusammenhang zwischen der miRNA- Expression und dem Wobbler- Syndrom

Der Zusammenhang wurde klinisch bei Mäusen mit einer Punktmutation bewiesen, die zum autosomalen rezessiven Mutanten-Mausstamm C57BI/Fa gehören. Betroffene Tiere zeigen einen wackeligen Gang, welcher namensgebend für diese Krankheit ist (to wobble= wackeln). Bei den betroffenen Untersuchungstieren kam es spätestens im Alter von sechs Wochen zu einer Einschränkung der Beweglichkeit der Vorderpfoten und gleichzeitig war ein Gewichtsverlust zu verzeichnen.

Bei Wobblertieren wurde mikroskopisch belegt, dass 40% der im zervikalen und thorakalen Rückenmark vorhandenen Motoneuronen deutlich degeneriert waren. Nachkommen dieser Tiere wiesen eine abnormale Spermienmorphologie auf. Laut den Studien lässt sich vermuten, dass das Wobblergen die Spermatogenese dahingehend beeinflusst, das es zu einer embryonalen Letalität der Spermien kommt. Die Punktmutation bei den Wobblertieren führt zu einem gestörten axonalen Transport. Aufgrund dieser neurologischen Degeneration der gestörten Motoneuronen im Hirnstamm und Rückenmark konnten Rückschlüsse auf die SMA (spinale Muskelatrophie beim Menschen) gezogen werden. Da auch Bereiche des ersten Motoneurons betroffen sind, ist die Wobblermaus auch als Modell für die ALS (amyotrophen Lateralsklerose) in Studien herangezogen worden.

Auch in der Veterinärmedizin können Forschungsergebnisse dieses Versuches für die Deutung pathologischer Befunde und Krankheitsbilder herangezogen werden.

Abbildung 3

Abbildung3

Der Wobbler - Syndrom

Das Wobbler- Syndrom beim Hund

Hierbei handelt es sich um eine kaudale zervikale Instabilität. Die häufigste betroffene Hunderasse ist der Dobermann, aber auch andere größere Hunderassen leiden unter dieser Fehlstellung der Wirbel, die unteranderem zu einer Schädigung des Rückenmarks führen.

Es gibt mehrere Ursachen des Wobbler- Syndroms; bei der dynamischen Kompression kommt es zur Verschiebung der Wirbel, aufgrund mangelnder Stabilisation durch den Bänderapparat. Durch eine direkte Fehlbildung der Wirbelkörper kann eine statische Kompression hervorgerufen werden (s. Abb. 3).

Die Symptome der Wobbler-Erkrankung sind Ataxie (unkoordinierter Gang), sowie Lähmungserscheinungen der Gliedmaßen. Operationen dieser Erkrankungen sind meist sehr teuer und schließen neurologische Schädigungen des Tieres nicht aus.


Verschiedene Krankheitsursachen des Wobbler Symptoms

Es gibt zum einen die Angeborene Fehlbildung des Wirbelkörpers. Dabei kommt es zu einer sowohl statischen als auch dynamischen Kompression des Rückenmarks, im Bereich zwischen dem dritten und siebten Halswirbel (C3-C7). Die Erkrankung tritt vor allem bei Jungtieren auf. Bislang ist ungeklärt, ob sie genetisch bedingt ist oder durch Fehlernährung oder Überlastung entsteht.

Eine weitere Ursache kann eine Fehlbildung des Wirbelbogens oder der Gelenkfortsätze mit Hypertrophie des Ligamentums flavum sein. Zur Hypertrophie des Bandes kommt es infolge der gesteigerten Beweglichkeit (Instabilität). Hierbei handelt es sich vornehmlich um eine statische Kompression.

Auch eine chronische degenerative Bandscheibenerkrankung kann zum Wobbler- Syndrom führen. Durch eine Degeneration und Hypertrophie des Anulus fibrosus kommt es bei älteren Tieren zu einem Bandscheibenvorfall und damit zu einer Kompression von ventral, vor allem betroffen ist der Bereich zwischen C5 und C7. Ursache ist eine Überlastung der Bandscheibe durch übermäßige Beweglichkeit der Halswirbelsäule. Die Kompression kann statisch oder dynamisch sein. Eine Fehlstellung des Wirbelkörpers in Form einer Rotation nach dorsal (Vertebral Tipping) kann als eine andere Ursache betrachtet werden. Diese Form kommt vor allem bei älteren Dobermännern vor und wird durch eine fehlende Passgenauigkeit der Gelenkflächen hervorgerufen. Die vordere Gelenkfläche ist im unteren Bereich nach hinten abgeschrägt und passt somit nicht zur hinteren des vorangehenden Wirbels. Es kommt zu einer dynamischen Kompression.

Eine Kombination der vorherig beschriebenen Krankheitsbilder wird auch Uhrglaskompression genannt. Dies tritt vor allem bei jüngeren Doggen auf. Diese komplexe Fehlbildung führt zu einer Kompression von allen Seiten zwischen C2 und C7 und hat eine ungünstige Prognose.


Vermuteter Zusammenhang zwischen miRNA- Expression und degenerative neurologische Erkrankungen bei Tieren

Degenerative Myelopathie

Diese Erkrankung ist gekennzeichnet von einer ständig fortschreitenden und irreversiblen Schädigung der Myelinscheiden, mit daraus resultierender Degeneration der betroffenen Nervenzellen. Die Degeneration des Myelins hat zunehmende Muskelschwäche zur Folge, was wiederum eine meist schmerzfreie Lähmung der Hintergliedmaßen nach sich zieht. Der geschädigten Myelophatie liegt eine SOD1- Genmutation zu Grunde. Die Mutation kann reinerbig oder auch mischerbig weitergegeben werden (rezessiver Erbgang), die Nachkommen beider Vererbungsvarianten können gleichermaßen erkranken, sogar Hunde deren Elterntiere das Allel nicht tragen.

Andererseits können sogar Trägertiere von zwei mutierten SOD1- Alleln bis ins hohe Alter unauffällig bleiben. Die klinisch entwickelten Gentests dienen ausschließlich der Erkennung des SOD1-Genes. Es wird vermutet dass nicht nur die SOD1- Mutation als primäre Ursache die Krankheit auslösen kann, sondern auch andere Genexpressionsmechanismen in Frage kommen können.

Dalmatiner Leukodistrophie

Abbildung 4

Abbildung4

Der Dalmatiner

Ist eine bei Dalmatinern (s. Abb. 4) vorkommende erblich bedingte Krankheit, wobei es sich um die Degeneration des Großhirns mit Erweiterung der Hirnventrikel und Entmyelinisierung der weißen Substanz handelt. Diese Krankheit kann nach dem dritten Lebensmonat auftreten und führt zu Ataxie und Sehstörungen, welche sich im fortgeschrittenen Krankheitsstadium zu einem völligen Verlust der Sehfunktion ausbauen. Vermutet wird ein Zusammenhang zwischen der Störung der miRNA- Expression und den mutierten krankheitsauslösenden Genen.













Fibrinoidie Leukodistrophie (Alexanders Disease)

Abbildung 5

Abbildung5

Der Labrador

Dies ist eine relativ selten auftretende Krankheit, welche Labrador- Retriver (s. Abb. 5), Scottish- Terriern und Zwergpudel betreffen kann. Hierbei handelt es sich um eine Degeneration der Astrozyten, wodurch es zu einer Schädigung der Grenzmembran der Gehirnoberfläche kommt. Nach der Zerstörung der Astrozyten folgt eine Gleichgewichtsstörung des pH- und Wasserwertes des Gehirns und zur negativen Beeinträchtigung der Blut-Hirnschranke. Die klinischen Symptome treten im dritten bis sechsten Lebensmonat auf, es kommt zu Ataxie, Hinterhandparese, zunehmender Schwäche sowie Verhaltensänderungen. Da die genaue Krankheitsursache noch nicht ganz geklärt ist, lässt sich aufgrund der Symptomatik, die sich ähnlich wie bei dem Wobblersyndrom darstellt ein Zusammenhang mit der miRNA- Expression oder Inhibition vermuten.











Spinale Muskelatrophie (Stockard Disease)

Abbildung 6

Abbildung6

Der Dobermann

Betroffene Hunderassen der spinalen Muskelatrophie sind Rottweiler, Deutsche Dogge, Dobermann (s. Abb. 6), Englisch Pointer und Epagneul Breton. Diese Erkrankung zählt auch zu den Erbkrankheiten. Hierbei werden besonders die graue Substanz und die in ihr enthaltenen Motoneuronen degeneriert. Die klinischen Symptome sind Atrophie der Rückenmuskulatur die bereits im Welpenalter beginnt. Im weiteren Krankheitsverlauf kann es zu Parese und Paralyse eintreten. Bei einem stark ausgeprägten Krankheitsverlauf kann es zum Megaoesophagus kommen, ähnlich wie bei der spinalen Muskelatrophie des Menschen. Aufgrund der Forschungsergebnisse über eben jene Muskelatrophie wurde ein Zusammenhang zwischen Muskelschwund und vermehrter oder verminderter miRNA- Expression nachgewiesen.












Schlussfolgerung

Durch die intensive Auseinandersetzung mit der Thematik, wurde die anfängliche Vermutung das die miRNA‘s die Translation in tierischen Zellen unterdrücken, ohne die Menge der dazugehörigen Ziel- mRNA‘s zu verändern, wiederlegt. Aufgrund von Auswertungen anderer Studien erlangten die Autoren neuere Erkenntnisse. Zum einen, dass in Tierzellen ein signifikanter Abbau von mRNA‘s durch miRNA‘s erfolgt. Andererseits wurde erkannt, dass es in den Zellen bei Fehlen von miRNA‘s zu einer Erhöhung der Ziel- mRNA‘s kommt. Dem entgegen stehen die Ergebnisse einiger Studien, bei denen die Forscher in Zellen miRNA‘s die dort normalerweise nicht vorkommen aktivierten. „In diesen Zellen sank dann die Mengen derjenigen mRNAs, die eine passende Bindungsstelle für die ausgewählt miRNA haben.“ (Izaurralde E., 2008)

Die Verfasser dieser Arbeit haben einen Einblick in die Bedeutung der miRNA‘s gewonnen, sowohl als Angriffspunkt neuer Therapien, z.B. als Wirkstoffe oder Marker für pathogene Erkrankungen im Genom. Durch weitere Forschungen werden neue Therapieansätze für Krankheiten, die auf RNA Interferenzen beruhen entwickelt werden können.


Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

  • Abbildung 1: Die Abbildung "Der Stammbaum" wurde selbst entworfen
  • Abbildung 2: Die Abbildung "Die Genexpression" wurde selbst entworfen
  • Abbildung 3: Die Abbildung "Das Wobbler - Syndrom" wurde durch Dr. Dunay Miklos Pal, Szent Istvan University zur Verfügung gestellt
  • Abbildung 4: Die Abbildung "Der Dalmatiner" wurde selbst fotografiert
  • Abbildung 5: Die Abbildung "Der Labrador" wurde selbst fotografiert
  • Abbildung 6: Die Abbildung "Der Dobermann" wurde selbst fotografiert

MikroRNA (last edited 2013-12-03 12:18:55 by 3210D)