siRNA-Manufakturen
Produktübersicht: siRNA-Synthese-Service

Kleine interferrierende RNAs (siRNAs) sind die Lieblingswerkzeuge von Molekularbiologen, um Gene auszuschalten.

Selten hat eine neue Methode so schnell die Labors der Molekularbiologen erobert, wie das Stummschalten von Genen mittels RNA-Interferenz (RNAi). 1998 berichtete Craig Mellows Gruppe in einem Nature-Paper mit Andrew Fire als Erstautor, dass die Expression eines Genes in C. elegans verstummt, wenn man ein homologes Stück doppelsträngiger RNA in den Fadenwurm einschleust. Keine zwölf Jahre nach der bahnbrechenden Publikation von Mellow und Fire ist der Gen-Knockdown mittels kurzer doppelsträngiger RNA-Oligos (siRNAs­) bereits Routine und die ersten RNAi-Therapeutika befinden sich in klinischen Studien.


Gewehr bei Fuß

Der schnelle Durchmarsch der RNA-Interferenz als Methode für den Gen-Knockdown ist nur auf den ersten Blick erstaunlich, im Grunde war der Boden für die RNAi schon lange vor Craig und Mellow perfekt vorbereitet. Als hätten sie geahnt wie wichtig ihre Arbeit einmal sein sollte, tüfteln Chemieingenieure schon seit Jahrzehnten an der Synthese von RNA-Oligos und haben diese mit Hilfe von Oligonuklotid-Synthesizern mittlerweile automatisiert. So standen sämtliche RNA-Manufakturen sofort Gewehr bei Fuß, als sich das wissenschaftliche und wirtschaftliche Potential der Synthese von siRNA-Oligos abzeichnete. Inzwischen bieten verschiedenste Firmen weltweit die siRNA-Synthese als Dienstleistung an. Der Kunde kann unter vorgefertigten siRNAs auswählen oder muss eine eigene Basensequenz für die siRNA-Synthese vorgeben.

siRNA-Oligos sind erstaunlich stabil und leisten den permanenten Attacken von Nukleasen im Zytosol der Zielzelle lange Widerstand. Dennoch ist es üblich, siRNAs zu modifizieren, um ihre Halbwertszeit im Plasma zu erhöhen und die Aufnahme in die Zelle zu erleichtern. Ein Modifikations-Klassiker, den Forscher schon seit Jahren einsetzen, um Antisense-Oligonukleotide zu stabilisieren, ist der Austausch eines freien Sauerstoff-Atoms in der Phosphatgruppe gegen ein Schwefel-Atom. Weitere gängige Modifikationen, die siRNA-Hersteller in petto haben, sind Veränderungen an der 2’-Position der Ribose; etwa die Methylierung der Hydroxyl-Gruppe oder deren Substitution durch ein Fluor-Atom.


Sequenz muss passen

Die ausgefallensten Modifikationen nützen jedoch wenig, wenn die gewählte siRNA-Sequenz nur eine schwache oder gar keine RNAi-Reaktion in den Zielzellen auslöst. Dies kann verschiedene Ursachen haben. So nimmt etwa der RISC-Komplex, der sich vom Antisense-Strang des siRNA Oligos zur Zielsequenz führen lässt, bevor er diese zerschneidet, nur den thermodynamisch stabileren der beiden siRNA-­Stränge auf. Falls dies nicht der Antisense-Strang ist, hat man Pech gehabt. Aber auch Sekundärstrukturen in der gewählten Zielsequenz können die Anlagerung des komplementären siRNA-Stranges verhindern.

Wer nicht in diese Fallen hineintapsen möchte, kann sich eines der vielen meist kostenlosen siRNA-Design-Programme besorgen, die auf Erfahrungswerten im Umgang mit siRNAs basieren. So sollte die siRNA-Zielsequenz mindestens 50 Nukleotide stromabwärts des Startcodons liegen, der GC-Gehalt ungefähr 50 % betragen und sie sollte das Sequenzmotif AAN19TT enthalten. Aber auch diese Regeln sind keine Gewähr für eine erfolgreiche RNAi und einem kleinen Prozentsatz Ziel-RNAs, der sich hartnäckig gegen das Stummschalten durch siRNAs widersetzt, sind sie völlig schnuppe.


(Erstveröffentlichung: H. Zähringer, Laborjournal 12/2009, Stand: November 2009, alle Angaben ohne Gewähr)


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Letzte Änderungen: 22.12.2009




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