Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ertappt - Forscher können erstmals Enzyme bei der Arbeit in lebender Zelle beobachten

23.09.2005


Eine neue Methode, mit der sie erstmals in der lebenden Zelle beobachten können, wie Gene reguliert, das heißt, mit Hilfe von Enzymen markiert und abgeschaltet werden, haben Forscher des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) entwickelt. Ist dieser Vorgang gestört, können Mißbildungen und schwere Erkrankungen, wie zum Beispiel Krebs, die Folge sein. Die Technik ist deshalb insbesondere für die Krebsforschung von großer Bedeutung. Jetzt hat Nature Methods* die Arbeit von Dr. Lothar Schermelleh (LMU), Dr. Cristina Cardoso (MDC) und Prof. Heinrich Leonhardt (MDC, LMU) vorab online (doi:10.1038/nmeth794) veröffentlicht.


In der "Falle": Enzyme (rot), die Gene markieren und abschalten. Forscher des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch und der Ludwig-Maximilians-Universität München können mit der von ihnen entwickelten Technik erstmals Enzyme bei der Arbeit in einer lebenden Zelle (grau) beobachten. Photo: Kourosh Zolghadr/Copyright: MDC/LMU



Die Träger der Erbinformation, die DNA-Fäden, liegen nicht nackt im Zellkern, sondern werden mit speziellen Proteinen verpackt. Die Aktivität der einzelnen Gene wird unter anderem über deren Verpackungsdichte gesteuert. So sind aktive Gene locker verpackt und der DNA-Faden für die Abschrift leicht zugänglich. Werden bestimmte Gene in einer spezialisierten Zelle, wie zum Beispiel einer Muskelzelle, nicht mehr benötigt, werden sie abgeschaltet, besonders dicht und unzugänglich aufgewickelt und von der Zelle mit so genannten Methylgruppen gekennzeichnet. Dafür sind bestimmte Enzyme, die DNA-Methyltransferasen, verantwortlich. Sie hängen die Methylgruppen an die Kontrollregion der betroffenen Gene und rasen danach wieder durch den Zellkern.

... mehr zu:
»DNA-Methyltransferasen »Enzym »Gen »LMU »Zelle


Das Markieren und Abschalten von Genen ist ein lebenswichtiger Vorgang. Werden jedoch die falschen Gene markiert und abgeschaltet, kann das fatale Folgen haben. Im schlimmsten Fall wird die fein austarierte Balance der Wachstumskontrolle gestört und es entstehen Krebszellen. So finden sich häufig bei Tumoren veränderte Methylierungsmuster, wodurch wichtige Gene für die Wachstumskontrolle fälschlich abgeschaltet werden, so dass sich ein Tumor ungebremst ausbreiten kann.

Bislang konnten die DNA-Methyltransferasen mangels Alternativen nur im Reagenzglas untersucht werden, was nicht der natürlich Umgebung in einer lebenden Zelle entspricht. Um sie direkt "in vivo" erforschen zu können, hat die Arbeitsgruppe von Prof. Leonhardt in Kooperation mit Dr. Cardoso die DNA-Methyltransferasen mit grün oder rot leuchtenden Farbstoffen (grün/rot fluoreszierenden Proteinen) markiert und somit in lebenden Zellen sichtbar gemacht. Damit sie auch die Aktivität dieser angefärbten Enzyme messen können, haben die Forscher spezielle "Fallen" (traps) in der Zelle aufgestellt. Jedesmal wenn eine Methyltransferase eine Methylgruppe anhängt, das heißt ein Gen für die Abschaltung markiert, schnappt die Falle zu, das Enzym hängt fest. Da die Enzyme farbig leuchten, kann dieses In-die-Falle-gehen mit geeigneten Mikroskopen beobachtet werden.

Mit dieser Technik ist es jetzt erstmalig möglich ein Enzym in lebenden Zellen bei der Arbeit zu beobachten. Die Forscher versprechen sich davon neue Erkenntnisse zur Regulation der DNA-Methyltransferasen und Hinweise auf mögliche, krebsauslösende Fehlerquellen. Ferner wollen sie mit dieser neuen Technik Wirkstoffe suchen, die diese Fehler wieder rückgängig machen und fälschlich abgeschaltete Gene wieder anschalten können. In Zukunft könnten so neue Wege zur Prävention und Therapie von Tumorerkrankungen möglich werden.

*Trapped in action: direct visualization of DNA methyltransferase activity in living cells
Lothar Schermelleh1, Fabio Spada1, Hariharan P Easwaran2, Kourosh Zolghadr1, Jean B Margot2, M Cristina Cardoso2 & Heinrich Leonhardt1,2

1Ludwig Maximilians University Munich, Department of Biology II, Großhaderner Str. 2, 82152 Planegg-Martinsried, Germany. 2Max Delbrueck Center for Molecular Medicine, FVK, Wiltbergstr. 50, 13125 Berlin, Germany. Correspondence should be addressed to H.L. (h.leonhardt@lmu.de).

Pressestelle
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch
Barbara Bachtler
Robert-Rössle-Straße 10
13125 Berlin
Tel.: 0049/30/94 06 - 38 96
Fax: 0049/30/94 06 - 38 33
e-mail:presse@mdc-berlin.de

Barbara Bachtler | idw
Weitere Informationen:
http://www.mdc-berlin.de
http://www.nature.com/nmeth/journal/v2/n10/pdf/nmeth1005-736.pdf

Weitere Berichte zu: DNA-Methyltransferasen Enzym Gen LMU Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte