Von Peter Newmark

Leute, die ihre Kleider von der Stange kaufen, kennen das Prinzip: Bei Jacke wie Hose gehen sie zielsicher auf das Markierungsschild mit der richtigen Größe zu und wählen aus dem vorsortierten Angebot nach Farbe oder Stoff aus.

Die praktische und simple Methode wird, wie Molekularbiologen schon lange vermuten, in ähnlicher Weise auch von der Natur verwendet – dann nämlich, wenn es darum geht, bestimmte Gene oder Gen-Sätze innerhalb der Millionen von Erbinformationen umfassenden Chromosomen zu markieren und zu erkennen. Jede Körperzelle enthält nämlich den kompletten Chromosomensatz für den gesamten Organismus, braucht jedoch für die eigenen Funktionen jeweils nur einen Bruchteil des gespeicherten Erbguts. So kann der genetische Apparat die Gene, die für die Funktion einer roten Blutzelle wichtig sind, leicht von jenen unterscheiden, die zum Beispiel die Zelle eines Embryos steuern. Obwohl die Vorstellung genetischer „Markierungsschilder“ attraktiv ist, konnte das Prinzip bislang nur in wenigen Fällen und zudem nur bei einfachen Organismen wie Seeigeln nachgewiesen werden.

Doch nun scheint die Antwort auf eine der entscheidenden Fragen nach der molekularen Organisation des Lebens möglich zu werden: Wie werden Gene an- oder abgeschaltet? Warum geschieht dies bei gesunden Körperzellen genau dann, wenn die entsprechenden Genprodukte, nämlich Eiweißstoffe, benötigt werden? Und welcher Mechanismus schaltet gewisse Gene zum falschen Zeitpunkt ein – wie es bei Krebszellen geschieht?

Der Optimismus gründet auf einem jetzt veröffentlichten Bericht einer Londoner Forschungsgruppe in der britischen Wissenschaftszeitschrift Nature. Den fünf Molekulargenetikern um Peter Rigby vom Imperial College gelang es, einen markierten Gen-Satz in Mäusekrebszellen zu identifizieren. Mehr noch: Der markierte Satz wird nicht nur in Krebszellen, sondern auch in embryonalen Zellen angeschaltet – eine Beobachtung, die der alten Vorstellung erneut Gewicht verleiht, wonach Krebs die Rückwand hing von erwachsenen Zellen in ein früheres Entwicklungsstadium sein könnte. Und als wäre dies noch nicht genug, bescherte der erste im Detail identifizierte Abschnitt des Gen-Satzes den Forschern eine interessante Überraschung. Kein Wunder, daß der Nobelpreisträger James Watson, Mitentdecker der Doppel-Helix-Struktur des Erbmoleküls DNA, dabei belauscht wurde, als er in einem Atemzug von den neuen Entdeckungen und von Nobelpreisen sprach.

Die Entdeckung entsprang einem Forschungsvorhaben, das Rigby erdacht hatte. Er wollte herausfinden, welche Gene neu angeschaltet werden, wenn ein Virus in Hautzellen der Maus eindringt und sie in Krebszellen verwandelt. Dabei kam ihm zustatten, daß es die Techniken der Molekularbiologie heute möglich machen, auf relativ einfache Weise nach bestimmten Botenstoffen Ausschau zu halten, mit denen die Bauanleitung für Eiweißstoffe (Proteine) von den Genen zu den zellulären Proteinfabriken transportiert werden. Die direkte Suche nach angeschalteten Genen oder den nach deren Instruktionen gefertigten Eiweißstoffen ist viel schwieriger.

Rigbys Mannschaft, die vom britischen Krebsforschungsprogramm finanziell unterstützt wird, verglich die Botenstoffe in gesunden Hautzellen mit jenen in Krebszellen. Dabei fielen schnell die nur in Tumorzellen erzeugten Informationsüberträger auf. Sie wurden nach ihrer Empfindlichkeit für eine Reihe von Enzymen mit der Eigenschaft, eben solche Botenmoleküle zu zerlegen, in fünf Gruppen („Sets“) eingeteilt.