Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Wege für die Krebsforschung - Enzymfalle beleuchtet Fehlfunktionen in der Zelle

27.09.2005


Das Erbmolekül DNA liegt eng mit Proteinen verpackt im Zellkern vor. Die Aktivität der Gene auf der DNA wird auch über deren Verpackungsdichte gesteuert. Gene, die in bestimmten Zellen gar nicht oder nicht mehr nötig sind, werden ganz abgeschaltet. Sie sind dabei sehr dicht und unzugänglich verpackt und mit so genannten Methylgruppen markiert. Diese kleinen chemischen Verbindungen werden von DNA-Methyltransferasen, einer Gruppe von Enzymen, mit hoher Präzision an die betreffenden Stellen der DNA - meist die Kontrollregion von Genen - angehängt. Veränderungen im Methylierungsmuster der DNA werden häufig bei Krebszellen gefunden. Bislang war sehr wenig über die DNA-Methyltransferasen bekannt. In Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern gelang es Professor Heinrich Leonhardt vom Biozentrum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München nun, eine "Falle" für diese Enzyme zu entwickeln. Diese soll Einblicke in deren Funktion in der lebenden Zelle, aber auch einen neuen Ansatz zur Prävention und Behandlung von Krebserkrankungen bieten, wie in Nature Methods berichtet.



DNA-Methyltransferasen spielen eine zentrale Rolle in der Epigenetik. Dieses komplexe regulatorische Netzwerk von Modifikationen betrifft nicht direkt die in der DNA enthaltene Erbinformation, sind aber entscheidend für die Genaktivität. "Die Markierung und damit das Abschalten von Genen ist wichtig bei der Entwicklung von der befruchteten Eizelle bis zum reifen Organismus mit spezialisierten Zellen, etwa Muskel- und Nervenzellen", so Heinrich Leonhardt. "Werden dabei die falschen Gene markiert und abgeschaltet oder Gene fälschlicherweise nicht abgeschaltet, kann das fatale Folgen haben. Im schlimmsten Fall wird dadurch die fein austarierte Balance der Wachstumskontrolle gestört, sodass Krebszellen entstehen." Tatsächlich können bei fast allen Tumorerkrankungen veränderte DNA-Methylierungsmuster nachgewiesen werden.

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


Aufgrund dieser relativ jungen Erkenntnis aus der Krebsforschung sind die DNA-Methyltransferasen, die ja für die Markierung von Genen verantwortlich sind, für die Forschung außerordentlich interessant. Mangels anderer experimenteller Optionen wurden die Enzyme bislang nur im Reagenzglas untersucht. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sind aber nur von limitierter Aussagekraft, weil die Enzyme nicht in ihrer natürlichen Umgebung beobachtet werden können. Den erhofften Blick in die lebende Zelle erlaubt jetzt aber eine neue experimentelle Methode, die von Heinrich Leonhardt und seinen Mitarbeitern in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Dr. M. Cristina Cardoso vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin entwickelt wurde.

Dabei wird den Enzymen eine Falle gestellt: Jedes Mal, wenn eine DNA-Methyltransferase eine Methylgruppe anhängt, verhindert dieser Mechanismus, dass sich das Enzym wieder von der DNA ablösen kann. Die Methyltransferase hängt fest. Weil die Enzyme mit grün oder rot fluoreszierenden Proteinen markiert wurden, sind sie in lebenden Zellen sichtbar. Spezielle Mikroskoptechnik lässt dann beobachten, ob die Falle zugeschnappt ist, und welches Enzym unter welchen Umständen aktiv oder blockiert ist. "Damit ist es nicht nur zum ersten Mal möglich, die Aktivität der Enzyme in lebenden Zellen zu verfolgen", so Heinrich Leonhardt. "Wir versprechen uns davon auch neue Erkenntnisse zur Regulation der DNA-Methyltransferasen und Hinweise auf mögliche, krebsauslösende Fehlerquellen. Außerdem wollen wir auf diesem Weg Wirkstoffe suchen, die diese Fehler wieder rückgängig machen und fälschlich markierte und somit abgeschaltete Gene wieder aktivieren. Das wiederum könnte neue Wege zur Prävention und Therapie von bestimmten Tumorerkrankungen eröffnen." (suwe)

Veröffentlichung:
"Trapped in action: direct visualization of DNA methyltransferase activity in living cells", Lothar Schermelleh, Fabio Spada, Hariharan P. Easwaran, Kourosh Zolghadr, Jean B. Margot, M. Cristina Cardoso & Heinrich Leonhardt, Nature Methods, 22. September 2005, online edition

Begleitender und kommentierender Artikel:
"In living color: DNA methyltransferase caught in the act", Kornel Schuebel & Steve Baylin, Nature Methods

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Heinrich Leonhardt
Biozentrum der LMU
Tel: 089 / 2180-74232
Fax: 089 / 2180-74236
E-Mail: H.Leonhardt@lmu.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Berichte zu: DNA DNA-Methyltransferasen Enzym Gen Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt
16.10.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

nachricht Keimfreie Bruteier: Neue Alternative zum gängigen Formaldehyd
16.10.2017 | Technische Universität Graz

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: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Im Focus: Kalte Moleküle auf Kollisionskurs

Mit einer neuen Kühlmethode gelingt Wissenschaftlern am MPQ die Beobachtung von Stößen in einem dichten Strahl aus kalten und langsamen dipolaren Molekülen.

Wie verlaufen chemische Reaktionen bei extrem tiefen Temperaturen? Um diese Frage zu beantworten, benötigt man molekulare Proben, die gleichzeitig kalt, dicht...

Im Focus: Astronomen entdecken ungewöhnliche spindelförmige Galaxien

Galaxien als majestätische, rotierende Sternscheiben? Nicht bei den spindelförmigen Galaxien, die von Athanasia Tsatsi (Max-Planck-Institut für Astronomie) und ihren Kollegen untersucht wurden. Mit Hilfe der CALIFA-Umfrage fanden die Astronomen heraus, dass diese schlanken Galaxien, die sich um ihre Längsachse drehen, weitaus häufiger sind als bisher angenommen. Mit den neuen Daten konnten die Astronomen außerdem ein Modell dafür entwickeln, wie die spindelförmigen Galaxien aus einer speziellen Art von Verschmelzung zweier Spiralgalaxien entstehen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Wenn die meisten Menschen an Galaxien denken, dürften sie an majestätische Spiralgalaxien wie die unserer Heimatgalaxie denken, der Milchstraße: Milliarden von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

bionection 2017 erstmals in Thüringen: Biotech-Spitzenforschung trifft in Jena auf Weltmarktführer

13.10.2017 | Veranstaltungen

Tagung „Energieeffiziente Abluftreinigung“ zeigt, wie man durch Luftreinhaltemaßnahmen profitieren kann

13.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle

16.10.2017 | Physik Astronomie

Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt

16.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Gewebe mit Hilfe von Stammzellen regenerieren

16.10.2017 | Förderungen Preise