Ein Protein als Verpackungskünstler
Wie passen zwei Meter DNA in einen Zellkern, der einen Durchmesser von nur wenigen Mikrometern hat? Dieser Frage geht die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Ann Ehrenhofer-Murray am Zentrum für Medizinische Biotechnologie der Universität Duisburg-Essen nach. Ihre neuesten Ergebnisse hat sie jetzt in der renommierten Zeitschrift Genes & Development publiziert.
Im Zentrum der Studie steht das Protein Sir3. Es sorgt dafür, dass das genetische Material, die DNA, in einer unzugänglichen Form im Zellkern verpackt wird. „Sir3 funktioniert wie eine Art molekularer 'Leim'. Dadurch kann die in der DNA gespeicherte Information nur dann abgelesen werden, wenn sie von der Zelle gebraucht wird“, erklärt die Genetikerin Ehrenhofer-Murray.
Zusammen mit Arbeitsgruppen an der Ludwigs-Maximilians-Universität in München und am Friedrich-Miescher-Institut in Basel hat die Wissenschaftlerin nun die Kristallstruktur einer Domäne von Sir3 entschlüsselt. So kann ermittelt werden, welche Regionen auf der Proteinoberfläche für Kontakte mit Interaktionspartnern verantwortlich sind.
Erstaunlicherweise ähnelt Sir3 einem anderen Protein: Orc1, das allerding für eine ganz andere Funktion zuständig ist, nämlich für die Verdopplung der DNA. Mithilfe dieser Ergebnisse lassen sich wichtige Unterschiede zwischen den beiden Proteinen ausloten. So können faszinierende Erkenntnisse über die Spezialisierung von Sir3 für seine Aufgabe in der DNA-Organisation gewonnen werden. Diese Information ist wichtig, um ähnliche Prozesse in menschlichen Zellen zu verstehen und bei Fehlfunktionen gezielt eingreifen zu können.
Publikationshinweis:
Stefan Ehrentraut, Markus Hassler, Mariano Oppikofer, Stephanie Kueng, Jan M. Weber, Jonathan W. Mueller, Susan M. Gasser, Andreas G. Ladurner und Ann E. Ehrenhofer-Murray: „Structural basis for the role of the Sir3 AAA+ domain in silencing: Interaction with Sir4 and unmethylated histone H3K79“, Genes & Development Sep 1, 2011; 25 (17)
Weitere Informationen: Prof. Dr. Ann Ehrenhofer-Murray, Tel. 0201/183-4132, ann.ehrenhofer-murray@uni-due.de
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