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 Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie