Die Heidelberger Molekularbiologin Prof. Kerstin Göpfrich und ihr Team haben eine bahnbrechende Entwicklung im Bereich synthetischer Biologie präsentiert: ein künstliches Zytoskelett für synthetische Zellen. Dieses neuartige Zytoskelett besteht aus RNA-Nanoröhrchen, die nur wenige Mikrometer lang sind und eine Struktur aufweisen, die einem natürlichen Zellgerüst ähnelt. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht, wie uni-heidelberg.de berichtet.
In ihren Tests verwendeten die Forscher ein Lipidvesikel, ein häufig genutztes Zellmodellsystem in der Biologie, um die Funktionalität des künstlichen Zytoskeletts zu evaluieren. Ein bemerkenswerter Aspekt dieser Entwicklung ist die Anwendung von RNA-Aptameren, die es ermöglichen, das künstliche Zytoskelett an Zellmembranen zu verankern. Diese innovative Technik stellt einen Fortschritt dar, da synthetische Zellen durch RNA-Origami in der Lage sind, ihre Bausteine selbst zu produzieren, im Gegensatz zu den meist verwendeten DNA-Origami-Methoden.
Forschung und Förderung
Ein wichtiges Ziel dieser Forschungsarbeiten ist die Entwicklung einer vollständigen molekularen Maschinerie für RNA-basierte synthetische Zellen. Die finanzielle Unterstützung hierfür stammt aus verschiedenen Programmen, darunter ein ERC Starting Grant sowie Förderungen vom Human Frontier Science Program, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung, dem baden-württembergischen Wissenschaftsministerium und dem Alfried Krupp-Förderpreis. Diese Förderungen ermöglichen es den Wissenschaftlern, ihre Arbeiten voranzutreiben und bedeutende Fortschritte in der synthetischen RNA-Biologie zu erzielen.
Zusätzlich zu den Entwicklungen in Heidelberg gibt es eine zunehmende Anzahl von Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der synthetischen RNA-Biologie. So berichten helmholtz-hzi.de über verschiedene Studien, die unter anderem revolutionäre Ansätze zur Bearbeitung von Nucleinsäuren vorstellen. Beispielsweise analysiert eine Studie die Übersetzung von HIV-1-infizierten Zellen und beleuchtet wichtige grundlegende Prinzipien der Genregulation. In einer weiteren Veröffentlichung werden neuartige Ansätze zur Dezentralisierung des Mikrobioms durch phagenvermittelte Editierung vorgestellt.
Diese und andere Arbeiten bieten einen wertvollen Kontext für die Entwicklungen in Heidelberg. Das Verständnis und die Manipulation von RNA-Strukturen werden in Zukunft vermutlich eine wichtige Rolle in der synthetischen Biologie und der medizinischen Forschung spielen. Die beeindruckenden Fortschritte in der Erforschung von RNA-basierten Systemen könnten langfristig dazu beitragen, revolutionäre therapeutische Ansätze zu entwickeln, die weit über die derzeitigen Technologien hinausgehen.