Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pflanzliche Grundlagenforschung kann Krebsforschern helfen

15.07.2008
Proteinfunktionen in Pflanzenzellen mit Relevanz für die Krebsforschung entdeckt

Der Arbeitsgruppe von Dr. Claus Schwechheimer am Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP) der Universität Tübingen ist es gelungen, in Pflanzenzellen eine Proteinfunktion zu identifizieren, deren Verständnis wichtige Impulse für die Krebsforschung beim Menschen geben könnte (Development 135 - Juni 2008).

Für alle Lebewesen ist der geregelte Abbau von Proteinen in ihren Zellen ebenso überlebenswichtig wie deren Herstellung: Ein fehlerhafter oder unvollständiger Proteinabbau führt oft zu Fehlfunktionen in der Zelle oder sogar zu deren Absterben.

Der zentrale Steuerungsapparat für die Kontrolle dieser Abbauprozesse ist in allen Organismen - ob Pflanze, Tier oder Mensch - sehr ähnlich: Ein als COP9-Signalosom bezeichneter Proteinkomplex steuert die Aktivität sogenannter E3-Ligasen, deren Aufgabe es ist, Proteine so zu kennzeichnen, dass sie dem gezielten Abbau über einen weiteren Proteinkomplex zugeführt werden können. Eine verringerte Anzahl von Signalosomen in einer Zelle führt zu massiven Störungen in der E3-Ligasefunktion, und als Konsequenz zu einem Anstieg an krankhaften Fehlfunktionen, die in den betroffenen Zellen zur unkontrollierten Zellteilung (Tumore) oder zum Zelltod führen können.

Das COP9-Signalosom ist für viele Prozesse in einer Zelle verantwortlich, indem es eine große Anzahl von E3-Ligasen und damit den Abbau einer Vielzahl regulatorischer Proteine steuert. Eine Aufklärung sämtlicher dieser Regelkreise stellt eine nahezu unlösbare Aufgabe für einen einzelnen Forscher dar. Mit Hilfe modernster Technologie ist es Claus Schwechheimer nun jedoch gelungen, aus der Vielzahl dieser Regelkreise Hinweise auf die Fehlfunktion eines die Zellteilung kontrollierenden Mechanismus zu erhalten. Die Zellteilung stellt einen essentiellen Prozess im Wachstum eines Organismus dar; "und gleichermaßen stellt sie die Zelle vor die knifflige Aufgabe, die DNA der Mutterzelle vollständig und unverändert an die beiden Tochterzellen weiterzugeben - eine fehlerhafte Weitergabe führt fast zwangsläufig zu Krankheit oder Tod", führt der Wissenschaftler aus. Zellen haben daher ausgeklügelte Mechanismen entwickelt, um die Entstehung solcher Fehler zu minimieren und dennoch auftretende Fehler wieder zu reparieren.

Tatsächlich gelang es nun Schwechheimer und seinem Team, an Pflanzenzellen mit geschädigtem Signalosom aufzuzeigen, dass diese zwar ihre DNA verdoppelt hatten, aber den eigentlichen Teilungsprozess abgebrochen hatten, da ihre DNA geschädigt war. Da dadurch jegliches Wachstum verhindert wird, verharrt die Zelle in einem unvollständigen Teilungszustand. Schwechheimer vermutet nun, dass die speziell für die Reparatur der DNA-Schäden verantwortlichen E3-Ligasen nicht mehr korrekt arbeiten, wenn das Signalosom als zentrale Steuerungseinheit beschädigt ist oder fehlt. Damit wäre eine Verbindung zwischen einem defekten Signalosom und einer überlebenswichtigen Zellfunktion gefunden. "Das war wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen, und wir hatten auch Glück dabei", gibt Schwechheimer zu.

Dieser überlebenswichtige Reparaturmechanismus ist aber keineswegs auf Pflanzenzellen beschränkt, denn auch tierische und menschliche Körperzellen sind darauf angewiesen, dass die DNA-Verdoppelung und die Zellteilung fehlerfrei funktionieren. Andernfalls entstehen Fehlfunktionen, die in vielen Fällen die Ursache für Krebs sind. "Wir haben hier mit großer Wahrscheinlichkeit einen Mechanismus gefunden, der auch in unseren Körperzellen für die DNA-Reparatur essentiell ist, eine Verbindung zur Krebsentstehung ist daher äußerst wahrscheinlich", sagt Schwechheimer. Diese Relevanz für menschliche Zellen und die Entstehung von Krebs muss nun überprüft werden, und dabei setzt der Pflanzenforscher auf den Austausch mit seinen Kollegen aus der medizinischen Forschung.

Für seine eigene Forschung an Pflanzenzellen hat Schwechheimer klare Ziele: "Wir haben einen universellen Zellmechanismus gefunden, den wir in Pflanzen sehr gezielt und ohne Risiko für den Menschen erforschen können. Uns fehlen noch wichtige Details, die wir nun mit Nachdruck aufklären wollen, um diese Prozesse in der Zelle in Zukunft beeinflussen zu können."

Bildmaterial
Online zum Download unter http://www.zmbp.uni-tuebingen.de, dort weiter unter News.
Für Nachfragen:
Matthias Hendrichs
ZMBP - Development & Communication
Tel. 0 70 71/2 97 30 95
E-Mail mh@uni-tuebingen.de
Weiterführende Informationen
- Original-Publikation online erschienen im Juni 2008 in Development: The Arabidopsis COP9 signalosome is essential for G2 phase progression and genomic stability. (http://dev.biologists.org/cgi/content/full/135/11/2013)
- Arbeitsgruppe Claus Schwechheimer: http://www.zmbp.uni-tuebingen.de/DevelopmentalGenetics/ResearchGroups/schwech/index.html
- Schwerpunktprogramm SPP 1365 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG): http://www.dfg.de/aktuelles_presse/information_fuer_die_wissenschaft/

schwerpunktprogramme/archiv/info_wissenschaft_21_07.html

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.zmbp.uni-tuebingen.de

Weitere Berichte zu: Pflanzenzelle Protein Signalosom Zelle Zellteilung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie