Manuel Murr - kleine zirkuläre antisense RNAs
Die moderne Landwirtschaft steht vor einer großen Herausforderung: Der Schutz von Kulturpflanzen vor Krankheiten und Schädlingen ist nach wie vor stark von chemischen Pflanzenschutzmitteln abhängig. Diese sichern zwar stabile Erträge und tragen zur globalen Ernährungssicherheit bei, können jedoch unerwünschte Nebenwirkungen haben – etwa den Rückgang der Biodiversität oder die Entstehung resistenter Erreger. Gleichzeitig wächst der gesellschaftliche Druck, nachhaltigere und umweltfreundlichere Alternativen zu entwickeln.
Hier setzt die Forschung von Manuel Murr an, der auf der Deutschen Pflanzenschutztagung 2025 sein Poster mit dem Titel
„Harnessing small antisense circular RNAs for Ustilago maydis control in Zea mays“ (Poster Nr. 112) präsentiert.
Während bisherige RNA-basierte Pflanzenschutzstrategien überwiegend auf RNA-Interferenz (RNAi) beruhen, ist dieser Mechanismus nur bei Organismen wirksam, die über die notwendige RNAi-Maschinerie verfügen. Um diese Einschränkung zu überwinden, untersucht Manuel das Konzept kleiner zirkulärer Antisense-RNAs (AS-circRNAs) – ein Ansatz, der unabhängig von RNAi funktionieren könnte.
Die Idee: AS-circRNAs binden direkt an Ziel-mRNAs und verhindern so deren Translation und Proteinsynthese, ohne auf RNAi angewiesen zu sein. Damit könnten erstmals auch Krankheitserreger bekämpft werden, die keine RNAi-Maschinerie besitzen. Ein ideales Modellsystem hierfür ist der Maisbrandpilz Ustilago maydis, der Mais befällt und keine RNAi-Funktion aufweist.
Zirkuläre RNAs sind kovalent geschlossene Einzelstrangmoleküle, die durch ihre Struktur besonders stabil gegenüber exonukleolytischem Abbau sind. Diese Stabilität macht sie besonders interessant für Sprühapplikationen, bei denen RNA sonst rasch degradieren kann.
In seinen Experimenten applizierte Manuel, dass AS-circRNAs auf Maisblätter und zeigte ihre Stabilität über mehrere Tage mittels Northern Blot. Zudem wurde ein in vitro Elektrophorese-Mobilitäts-Shift-Assay entwickelt, um die Bindungsaffinität der AS-circRNAs zu ihren Zielsequenzen zu prüfen. Anschließend wurden Zielgene in Ustilago maydis identifiziert, passende AS-circRNAs in silico designt und ihre Wirkung in Infektionsversuchen im U. maydis–Zea mays-Pathosystem getestet.
Mit diesem Proof-of-Concept liefert die Arbeit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung neuer, stabiler und präziser RNA-basierter Pflanzenschutzstrategien, die auch jenseits der RNAi-Mechanismen wirksam sein könnten – ein entscheidender Schritt in Richtung nachhaltigerer Landwirtschaft.
📍 Wann? Mittwoch, 8. Oktober 2025, 14:00–15:30 Uhr
📍 Wo? Poster 112, Deutsche Pflanzenschutztagung, TU Braunschweig
Kommt gerne vorbei und entdeckt mit uns, wie kleine zirkuläre RNAs das Potenzial haben, den Pflanzenschutz neu zu definieren!