Anwendung und Aufnahmemechanismen nicht-kodierender RNA
Maria Ladera-Carmona
Hintergrund: RNA-Interferenz (RNAi) ist ein natürlicher Mechanismus, der in (fast) allen Eukaryonten konserviert ist. Seit ihrer Entdeckung hat sich die RNAi zu einem leistungsfähigen Instrument zur Beeinflussung der Genexpression und zur Bekämpfung von Krankheitserregern durch die örtliche Anwendung von nichtcodierenden (nc)RNA-Molekülen (d.h. doppelsträngige [ds]RNA, kleine regulatorische [s]RNA, zirkuläre [circ]RNA) entwickelt. ncRNA sind natürliche Moleküle mit einer sequenzspezifischen Wirkungsweise und stellen daher umweltfreundliche Alternativen zu chemischen Pestiziden dar. Durch spezifisches ncRNA-vermitteltes Silencing essentieller und/oder infektionsassoziierter Gene können wir Krankheitserreger hochspezifisch bekämpfen. In dieser Hinsicht hat das spray-induced gene silencing (SIGS) als flexiblere, in der Praxis anwendbare Alternative zu transgenen host-induced gene silencing (HIGS) Ansätzen viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Es eröffnet somit neue Bekämpfungsstrategien, da Pflanzen, ähnlich wie bei menschlichen Gesundheitstherapien, mit ncRNA-basierten Impfstoffen zum Schutz vor Pathogenen behandelt werden können.
Projekt: Die Besprühung mit ncRNA hat ein enormes Potenzial für die biologische Schädlingsbekämpfung, doch müssen die Anwendungsverfahren und ihre Validierung vor einer Umsetzung im Feld geprüft werden. Zu den zu berücksichtigenden Parametern gehören die Definition des richtigen Zielgens, die Spezifität der ncRNA-Sequenz zur Vermeidung von Off-Target-Effekten auf nicht zielgerichtete Arten (wie nützliche Mikroorganismen) oder die Effizienz der ncRNA zur wirksamen Unterbindung von Pilzwachstum oder -infektion. Darüber hinaus ist es bei der ncRNA-Sprühung besonders wichtig, die Art der ncRNA-Anwendung zu bewerten. In unserem Labor werden all diese Aspekte untersucht, um ncRNA-basierte Strategien für die Kontrolle von Pflanzenpathogenen zu validieren. Dazu gehören in silico-Studien, gefolgt von in vitro-Experimenten und schließlich in planta-Behandlungen im Labor- und Feldmaßstab.
Laborverfahren / Techniken: in vitro dsRNA-Produktion, Genexpressionsanalyse, RNA-Nachweis mittels konfokaler Mikroskopie, Infektionstests, sprühinduziertes Gen-Silencing.
