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 Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln
24.07.2017 | Universität Potsdam

nachricht Pfade ausleuchten im Fischgehirn
24.07.2017 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

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: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie