Ringvorlesung: "RNA im Jahr der (Bio-) Chemie"

Der Mensch, der sich selbst gerne als Krone der Schöpfung bezeichnet, ist Bestandteil einer Welt, die nicht immer so aussah wie heute. Wie sah die Welt früher wohl aus – zu Beginn der Evolution? Betrachten wir die Zusammensetzung des menschlichen Körpers, so stellen wir fest, dass die drei Hauptbestandteile Wasser (70 %), Proteine (18 %) und Fette (5 %) sind. Die genauen Werte variieren je nach konsultiertem Lehrbuch. Nucleinsäuren – also DNA und RNA – machen zusammen jedoch nur 1,5 % der Zelle aus. In einer Zelle laufen permanent zahlreiche lebenswichtige Prozesse ab. Diese müssen gezielt gesteuert werden, was Mechanismen zur Regulation und Katalyse erforderlich macht. Seit über 100 Jahren wissen wir, dass Enzyme unseren gesamten Stoffwechsel katalysieren. Bis vor etwa 25 Jahren herrschte die Meinung vor, dass ausschließlich Proteine als Enzyme fungieren könnten. Ein Leben ohne Proteine galt den meisten als unmöglich. Allerdings deuteten schon 1967 einige Experten (darunter Francis Crick, der Mitentdecker der DNA-Doppelhelix) darauf hin, dass RNA komplexe Strukturen ausbildet und daher möglicherweise zur Katalyse in der Lage ist. In den 1980er Jahren machte man schließlich eine fundamentale Entdeckung: man fand katalytisch aktive Ribonucleinsäuren (RNA), die man Ribozyme nannte. Im Laufe des letzten Vierteljahrhunderts entdeckte man weitere Funktionen der RNA. Seither gilt RNA nicht mehr als bloße Blaupause des genetischen Codes, sondern als Chamäleon unter den Biomolekülen. Obwohl mengenmäßig kaum von Bedeutung, kann RNA nicht nur (Über-)Träger genetischer Informationen und Enzym sein, sondern auch Gene an- und abschalten. RNA spielt überdies eine essentielle Rolle bei der Synthese von Proteinen. All diese Befunde führten zu der sich mehr und mehr durchsetzenden Hypothese, dass vor unserer heutigen „Protein-Welt“ einmal eine „RNA-Welt“ existiert hat. Wenn man bedenkt, dass nur etwa 1,5 % des menschlichen Genoms Proteine codieren, circa 70 % aber RNAs codieren, könnte man sich sogar die Frage stellen, ob wir nicht vielleicht noch immer in einer RNA-Welt leben.

Hamburg, März 2011, Andrea Rentmeister & Uli Hahn