Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn in Zellen die Energieversorgung ausfällt - Dresdner Biologe untersucht die Zellatmung

21.07.2006
Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zellen. In den winzigen Zellorganellen laufen die lebenswichtigen Prozesse der Zellatmung von Tieren, Pflanzen und Pilzen ab. Dabei wird unter Verbrauch von Sauerstoff Energie gewonnen.

Ist dieser Prozess beeinträchtigt, können erhebliche Funktionsstörungen und Krankheiten entstehen. Gerhard Rödel, Professor für Genetik an der Technischen Universität Dresden, untersucht Gene, die für die Zellatmung notwendig sind und deren Ausfall die Energiegewinnung einschränkt. Die Ergebnisse seiner Grundlagenforschung lassen Rückschlüsse auf Ursachen und Entstehung von Krankheiten und möglicherweise auch auf deren Behandlung zu.

Im Fokus der Untersuchungen des Dresdner Genetikers steht die Bedeutung von Kupferionen im Rahmen der Zellatmung. Das Metall Kupfer ist in seiner freien Form zwar giftig und liegt daher in der Zelle stets an Proteine gebunden vor. Gleichzeitig ist es aber wesentlicher Bestandteil wichtiger Enzyme, beispielsweise im Rahmen der Energiegewinnung. Bei diesem Prozess werden Kupferionen benötigt, um Elektronen unter Bildung von Wasser auf Sauerstoff zu übertragen.

Professor Rödel untersucht den komplexen Vorgang, wie Kupferionen an entsprechende Eiweiße in den Mitochondrien gekoppelt werden. Wenn diese Proteine aufgrund eines Gendefekts funktionseingeschränkt sind oder völlig fehlen, führt dies zu einem Ausfall der Zellatmung und damit zur verminderten Energieversorgung. Oft treten im Erwachsenenalter Krankheitssymptome auf, die sich vor allem in jenen Zellen und Geweben zeigen, die besonders viel Energie benötigen. Dazu gehören unter anderem Zellen der Netzhaut, des Zentralen Nervensystems, Gefäßzellen, Zellen des Herzmuskels und der Bauchspeicheldrüse. In seltenen, besonders schweren Fällen kann es zum frühzeitigen Tod von Neugeborenen kommen.

Viele der Untersuchungen des Dresdner Biologen erfolgen an Hefezellen. Diese sind besonders geeignet, um Defekte der Zellatmung zu untersuchen, weil man aus den Experimenten mit Hefezellen oft auf die Situation in menschlichen Zellen schließen kann. Ersetzt man ein Hefegen durch das entsprechende Stück menschlichen Erbmaterials und die Zellatmung der Hefe ist gestört, zeigt dies einen Defekt im menschlichen Gen. In dem DNA-Abschnitt des Patienten liegen dann möglicherweise (bislang unbekannte) krankheitserregende Mutationen vor.

Wenn ein menschliches Gen das entsprechende Hefegen ersetzen kann, ist die o. g. Vorgehensweise zum Identifizieren pathogener Mutationen sinnvoll. Dies gilt nicht nur für die rund 300 Gene, die an der Zellatmung direkt beteiligt sind. Vielmehr lassen sich erstaunlich viele der insgesamt rund 6.000 Gene der Hefe durch eines der ca. 30.000 menschlichen Gene funktionell ersetzen. Neben ihrer bekannten Rolle als Modellsystem für die Aufklärung grundlegender biologischer Prozesse kann die Hefe also auch bei der Diagnostik menschlicher Erkrankungen einen wertvollen Beitrag leisten.

Weitere Informationen: Prof. Dr. rer. nat. habil. Gerhard Rödel, Tel. 0351 463-36210, E-Mail: Gerhard.Roedel@tu-dresden.de

Kim-Astid Magister | idw
Weitere Informationen:
http://www.biologie.tu-dresden.de/genetik/gen-home.html

Weitere Berichte zu: Energieversorgung Gen Hefe Kupferionen Prozess Zellatmung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Hessische Rarität bedroht - Lanzettblättrige Glockenblume als eigene und bedrohte Art identifiziert
01.03.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Umprogrammierte Blutgefäße erleichtern Krebsausbreitung
01.03.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

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: Forscher ahmen molekulares Gedränge nach

Enzyme verhalten sich im geräumigen Reagenzglas anders als im molekularen Gedränge einer lebenden Zelle. Chemiker der Universität Basel konnten diese engen Bedingungen nun erstmals in künstlichen Vesikeln naturgetreu simulieren. Die Erkenntnisse helfen der Weiterentwicklung von Nanoreaktoren und künstlichen Organellen, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Small».

Enzyme verhalten sich im geräumigen Reagenzglas anders als im molekularen Gedränge einer lebenden Zelle. Chemiker der Universität Basel konnten diese engen...

Im Focus: Researchers Imitate Molecular Crowding in Cells

Enzymes behave differently in a test tube compared with the molecular scrum of a living cell. Chemists from the University of Basel have now been able to simulate these confined natural conditions in artificial vesicles for the first time. As reported in the academic journal Small, the results are offering better insight into the development of nanoreactors and artificial organelles.

Enzymes behave differently in a test tube compared with the molecular scrum of a living cell. Chemists from the University of Basel have now been able to...

Im Focus: Mit Künstlicher Intelligenz das Gehirn verstehen

Wie entsteht Bewusstsein? Die Antwort auf diese Frage, so vermuten Forscher, steckt in den Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Leider ist jedoch kaum etwas über den Schaltplan des Gehirns bekannt.

Wie entsteht Bewusstsein? Die Antwort auf diese Frage, so vermuten Forscher, steckt in den Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Leider ist jedoch kaum etwas...

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

„Microbiology and Infection“ – deutschlandweit größte Fachkonferenz 5.-8. März in Würzburg

01.03.2017 | Veranstaltungen

Nebennierentumoren: Radioaktiv markierte Substanzen vermeiden unnötige Operationen

28.02.2017 | Veranstaltungen

350 Onlineforscher_innen treffen sich zur Fachkonferenz General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ – deutschlandweit größte Fachkonferenz 5.-8. März in Würzburg

01.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CeBIT 2017: Automatisiertes Fahren: Sicheres Navigieren im Baustellenbereich

01.03.2017 | CeBIT 2017

Hybrid-Speicher mit Marktpotenzial: Batterie-Produktion goes Industrie 4.0

01.03.2017 | Energie und Elektrotechnik