Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stress wirkt sich auf kleinster Zellebene aus: Neuer Steuermechanismus in P-Bodies entdeckt

25.07.2006
Unterdrückung der Translation in menschlichen Zellen durch microRNA kann bei Stress wieder aufgehoben werden - Veröffentlichung in Cell

In den Zellen ist die Boten-RNA dafür zuständig, die Bauanleitung für die einzelnen Proteine von der DNA im Zellkern zu den Ribosomen ins Zytoplasma zu transportieren, wo die Proteinsynthese stattfindet. Auf dem Weg vom Zellkern ins Zytoplasma kann die Boten-RNA durch sehr kleine RNA-Moleküle, sogenannte microRNAs, gebunden werden mit der Folge, dass die Proteinsynthese verhindert wird.

"Wir haben bisher geglaubt, dass die Boten-RNA praktisch komplett ausgeschaltet wird und sozusagen stirbt, wenn microRNAs an sie bindet", erläutert Prof. Dr. med. Ellen Closs vom Institut für Pharmakologie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Die Mainzer Zellforscher haben nun zusammen mit Kollegen aus Basel herausgefunden, dass dieser Prozess wider Erwarten umkehrbar ist und die Boten-RNA beispielsweise unter Stress wieder freigesetzt wird. Die Forschungsergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Cell publiziert (Cell 125, 1111-1124, 2006).

Vor einigen Jahren haben Zellbiologen entdeckt, dass jede Zelle microRNAs enthält, die vermutlich zur Feinregulierung beispielsweise von Wachstumsprozessen dienen. "Die microRNA entscheidet, ob Boten-RNA tatsächlich in Proteine umgebaut wird", erklärt Closs. Die kleinen micro-RNA-Moleküle mit einer Länge von etwa 22 Basenpaaren agieren üblicherweise in "negativer" Form: sie docken an einer bestimmten Stelle der Boten-RNA an und verhindern dadurch den Translationsprozess, bei dem an den Ribosomen die Boten-RNA abgelesen und entsprechend dem genetischen Code die Proteine synthetisiert werden. Eine microRNA kann die Translation von zahlreichen - manchmal über 100 - Boten-RNAs unterdrücken und eine einzige Boten-RNA kann von mehreren micro-RNAs reguliert werden. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass ungefähr ein Drittel der menschlichen Gene der Steuerung durch microRNAs unterliegt - ein erstaunlich hoher Anteil.

Was aber passiert mit der Boten-RNA, wenn sie "ausgeschaltet" wird? Nach bisherigen Erkenntnissen erfolgt ihre Stilllegung in einem bestimmten Bereich des Zytoplasmas, der als P-Body bezeichnet wird. In den P-Bodies - sie wurden vor drei Jahren entdeckt - wird nicht nur Boten-RNA abgebaut, um die Einzelteile später für den Aufbau von neuer Boten-RNA verfügbar zu haben, sondern Boten-RNA wird hier für die spätere Proteinsynthese auch zwischengelagert. Wie die Forschergruppen um Closs und Witold Filipowicz vom Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research herausgefunden haben, sind die P-Bodies nicht Endstation für Boten-RNA, sondern im Gegenteil kann Boten-RNA aus einem P-Body wieder zur "aktiven Translationsgruppe" zurückkehren, wenn ein entsprechender Stimulus ergeht.

Die Untersuchungen dazu erfolgten anhand einer Boten-RNA, die für den Aminosäuretransporter CAT-1 kodiert, also die Struktur für den Aufbau dieses Transporters übermittelt. Diese Boten-RNA (CAT-1 mRNA) wird durch die microRNA miR-122 gesteuert. Die Autoren der Studie fanden heraus, dass die unterdrückte CAT-1 mRNA in P-Bodies gespeichert wird, unter Aminosäuremangel oder oxidativem Stress jedoch wieder entweichen kann. "Das ist eine völlig neue Erkenntnis: microRNA kann die Boten-RNA auch wieder loslassen", so die Mainzer Forscherin Ellen Closs. "Es gibt also einen Mechanismus, der in der Zelle vorliegt und unter bestimmten Situationen wieder reaktiviert werden kann. Das macht die gesamte Regulation durch microRNAs noch interessanter." Sie schließt dabei nicht aus, dass der entdeckte Prozess nicht nur für die CAT-1-Boten-RNA gilt und damit für die Steuerung des Transports der Aminosäure Arginin in die Leber- bzw. andere Körperzellen verantwortlich ist. "Vermutlich gilt der von uns entdeckte Ablauf auch für andere Boten-RNAs", so Closs. Die Hypothese soll später in weiteren Studien mit anderen Botenstoffen untersucht werden.

Kontakt und Informationen:
Prof. Dr. rer. nat . Ellen I. Closs
Institut für Pharmakologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. 06131 39-33178
Fax 06131 39-36611
E-Mail: closs@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://institut.pharmacol.uni-mainz.de
http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2006.04.031

Weitere Berichte zu: Boten-RNA CAT-1 Cell P-Bodies Protein Proteinsynthese Stress Zytoplasma

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Verteidigung um fast jeden Preis
14.12.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

nachricht Mitochondrien von Krebszellen im Visier
14.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was für IT-Manager jetzt wichtig ist

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

30 Baufritz-Läufer beim 25. Erkheimer Nikolaus-Straßenlauf

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten