Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schutzschalter gegen Erbschäden

12.09.2002


Wichtigen Schaltmechanismus für DNA-Reparatur aufgedeckt


Darstellung des ringförmigen PCNA Moleküls (gelb), an das 3 Ubiquitin-Proteine (rot) geknüpft sind. Diese Modifikation aktiviert die DNA-Reparatur

Darstellung: M. Groll, MPI für Biochemie



Der Träger der Erbinformation, die DNA, kann durch unterschiedliche Umwelteinflüsse, wie beispielsweise UV-Licht, geschädigt werden. Diese Schädigungen führen zu Änderungen in der Erbinformation, so genannten Mutationen. Sie sind eine Hauptursache für die Entstehung von Krebs, aber auch für den Alterungsprozess. Da die Art der Schäden sehr unterschiedlich sein kann, besitzt die Zelle auch verschiedene Möglichkeiten, diese Schäden, und das heißt die DNA, zu reparieren. Einen wichtigen Schritt zur Aufklärung eines bislang noch unzureichend verstandenen Weges bei der DNA-Reparatur konnten Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München jetzt machen. In der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Nature (Band 419, 12. September 2002) berichten die Forscher aus der Abteilung Molekulare Zellbiologie von Prof. Stefan Jentsch über ihre Entdeckung.



Grundlegende Prozesse, die in der menschlichen Zelle ablaufen, sind weitgehend identisch mit den Abläufen in Zellen weniger komplexer Organismen, wie z. B. der Bäckerhefe. Da einzellige Organismen aber experimentell leichter zugänglich sind, erforschen Wissenschaftler die Hintergründe der DNA-Reparatur zunächst bei der Bäckerhefe. Dem Zellbiologen Stefan Jentsch und seinen Mitarbeitern ist es nun gelungen, an diesem Modellsystem wichtige Details der Reparaturmechanismen bei geschädigter DNA aufzuklären. Im Mittelpunkt ihres Interesses steht dabei ein Protein mit dem Kürzel PCNA. Es spielt bei der Verdopplung des genetischen Materials (DNA-Replikation) und bei der DNA-Reparatur eine wesentliche Rolle. Das Protein bildet einen Ring, der die DNA umschließt (siehe Abbildung). Während des Replikationsprozesses fährt es quasi im Geleit mit dem für die Verdopplung zuständigen Enzym, der Polymerase, den DNA-Strang ab. Trifft das Duo auf eine Stelle, an der die DNA beschädigt ist, hält es an, um eine Reparatur des Schadens zu ermöglichen.

Vier Mitarbeiter der Arbeitsgruppe - Carsten Hoege, Boris Pfander, George-Lucian Moldovan und George Pyrowolakis - konnten jetzt erstmals zeigen, dass das PCNA-Protein durch Verknüpfung mit weiteren Proteinen verändert wird. Diese sind Ubiquitin bzw. das dazu verwandte Protein SUMO. Wird PCNA mit SUMO verknüpft, so übernimmt es Aufgaben während der DNA-Replikation. Die Verknüpfung mit Ubiquitin schaltet dagegen die DNA-Reparatur-Funktion von PCNA an. Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler Enzyme ausfindig machen und ihre Funktion beschreiben, die für den Reparaturmechanismus notwendig sind. Dass dieser neu entdeckte Mechanismus große Bedeutung für die Überlebensfähigkeit der Zellen besitzt, ergaben weitere Experimente: Kann Ubiquitin nicht mehr mit dem PCNA-Protein verknüpft werden, so zeigten sich die Zellen der Bäckerhefe äußerst empfindlich gegenüber UV-Strahlung.

Damit hat die Forschergruppe um Prof. Stefan Jentsch einen wichtigen molekularen Umschaltmechanismus aufgedeckt: PCNA ist quasi ein zellulärer Schutzschalter. Je nachdem mit welchem Molekül er verknüpft wird, schaltet er zwischen verschiedenen Funktionen in der Zelle hin und her. Da der von den Martinsrieder Wissenschaftlern gefundene Reparaturmechanismus beim Menschen identisch ist, hoffen Jentsch und seine Mitarbeiter, dass sie mit ihrer Arbeit einen Grundstein für neue Therapie- und Diagnoseformen bei Krebs gelegt haben.

Originalpublikation:
Carsten Hoege, Boris Pfander, George-Lucian Moldovan, George Pyrowolakis, Stefan Jentsch: RAD6-dependent DNA repair is linked to modification of PCNA by ubiquitin and SUMO. NATURE 419: 135-141.

Prof. Dr. Stefan Jentsch
Abteilung Molekulare Zellbiologie
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18a
2152 Martinsried b. München
E-Mail: jentsch@biochem.mpg.de

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.biochem.mpg.de/jentsch/

Weitere Berichte zu: Bäckerhefe DNA DNA-Reparatur PCNA Protein SUMO Ubiquitin Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Live-Verfolgung in der Zelle: Biologische Fussfessel für Proteine
19.06.2018 | Universität Basel

nachricht Tag it EASI - neue Methode zur genauen Proteinbestimmung
19.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Latest News

Carbon nanotube optics provide optical-based quantum cryptography and quantum computing

19.06.2018 | Physics and Astronomy

How to track and trace a protein: Nanosensors monitor intracellular deliveries

19.06.2018 | Life Sciences

New material for splitting water

19.06.2018 | Physics and Astronomy

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics