#Ein Blick in den genetischen Inhalt des SARS-CoV-2 mRNA Impfstoffes – BioInfoWelten

“Lässt du dich gegen SARS-CoV-2 impfen?” Diese Frage wurde mir in den letzten Wochen mehrfach gestellt und meine Antwort lautet: ja. Sobald alle gefährdeten Gruppen geimpft sind, werde ich mich impfen lassen. Ich möchte hier kein Plädoyer für das Impfen schreiben oder mich mit den Fürs und Widers auseinandersetzen. Das wurde sicher oft genug an anderer Stelle getan. Ich bin auch keine Vakzinologin, Immunologin oder Mikrobiologin und kann großartig mit Impfwissen auftrumpfen.

Stattdessen möchte ich euch lieber auf eine bioinformatische Reise mitnehmen, und den genetischen Inhalt des Impfstoffes genau unter die Lupe nehmen. Ich bin über diese wirklich großartige Zusammenfassung von Bert Hubert gestolpert, der die fantastischen Tricks und Kniffe beschreibt, die für die Wirksamkeit des Impfstoffes sorgen. Und beim Lesen des Beitrags wurde mir einmal mehr bewusst: “Wissenschaft ist sooooo cool!”

Vermutlich habt ihr bereits mitbekommen, dass es sich bei dem BioNTech/Pfizer SARS-CoV-2 Impfstoff um einen mRNA Impfstoff handelt. mRNA steht kurz für messenger RNA (im Deutschen auch Boten-RNA genannt). Eine mRNA ist sozusagen eine Kopie, die von einem Gen auf unserer DNA gemacht wird, um die Information aus dem Zellkern (wo sich die DNA befindet) in die Zelle transportieren zu können, wo sie als Bauanleitung für ein bestimmtes Protein fungiert.

Bert Hubert nutzt in seinem Beitrag einen schönen Vergleich: Er beschreibt die DNA als Festplattenspeicher unseres Körpers: widerstandsfähig, redundant, ausfallsicher, zuverlässig. Die RNA hingegen ist die flüchtige “Arbeitsspeicher”-Variante der DNA: schneller und vielseitiger, aber eben auch fragiler und anfälliger. Daher muss der Pfizer/BioNTech mRNA Impfstoff bei Tiefsttemperaturen gelagert werden. Andererseits haben mRNA Impfstoffe den Vorteil, dass eine große Anzahl Impfdosen innerhalb weniger Wochen hergestellt werden kann.

Bioinformatiker sehen DNA und RNA ja nicht als komplexe Moleküle, sondern als simple Zeichenketten. Und deswegen werden wir die Zeichenkette des mRNA Impfstoffs (und was sie so besonders macht) genauer unter die Lupe nehmen. Für ein wenig Hintergrundwissen über DNA, RNA, Nukelobasen, Proteine und Aminosäuren empfehle ich euch erst noch diesen Beitrag zu lesen. Kurz zusammengefasst solltet ihr folgendes wissen:

• DNA/RNA sind Kettenmoleküle aus Nukleotiden.
• Diese Nukleotide stellen wir als die Zeichen A,C,G und T (in der DNA) bzw U (in der RNA) dar.
• Proteine sind Kettenmoleküle aus Aminosäuren.
• Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren.
• Jeweils 3 Nukleotide (zusammen als Codon bezeichnet) werden in eine Aminosäure übersetzt.
• Das sind 4³ = 64 mögliche Codons (und damit mehr als 20 verschiedene Aminosäuren).
• Das heißt, es gibt für fast alle der Aminosäuren mehrere verschiedene Codierungen.

Vom Gen zum Protein