Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Beim DNA-Transfer ist weniger mehr: "Minicircles" ohne bakterielle Elemente eröffnen neue Horizonte

27.09.2006
Die Hürden für die Gentherapie sind hoch: Gene, die man zusätzlich zum vorhandenen DNA-Bestand in eine Zelle einbringen will, werden schnell als fremd erkannt und inaktiviert. Winzige Unterschiede zwischen der eigenen und der fremden DNA rufen zelluläre Abwehrmechanismen hervor, und nach wenigen Teilungen der Wirtszelle ist jede therapeutische Wirkung stillgelegt.

Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung ist es nun gelungen, die einzubringende DNA auf das Allernötigste zu reduzieren. Ihr viel versprechendes System der "Minicircles" beschreiben die Braunschweiger Wissenschaftler in der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Gene Therapy and Molecular Biotechnology.

Viren als Vorbilder

"Die bisher verwendete Standardtechnik basiert auf der Verankerung der eingebrachten DNA im Genom der Wirtszelle", erklärt Professor Jürgen Bode, Leiter der Arbeitsgruppe "Epigenetische Regulationsmechanismen" im Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung. "Ihre Wirksamkeit, die so genannte Expression, hängt von der Integrationsstelle ab."

... mehr zu:
»DNA »Gen »Molecular »Zelle »Zellteilung

Von Viren übernahmen die Genforscher das Prinzip der "Episomen": kleine ringförmige DNA-Moleküle, die sich locker an die Chromosomen anheften und ihnen bei der Zellteilung in die Tochterzellen folgen. "Im Gegensatz zu viralen Episomen brauchen wir als Haftmechanismus allerdings keine viralen - und damit potenziell gefährlichen - Proteine", erklärt die Helmholtz-Wissenschaftlerin Dr. Kristina Nehlsen, "sondern lediglich kurze DNA-Haftsequenzen."

Bakterien entfernen Bakterien-Gene

Diese Episomen konnten nun, nachdem man Bakterien für ihre Produktion benutzt hatte, nachträglich auch noch von allen bakteriellen Sequenzen befreit werden. Der Clou dabei: Ein durch Hitze aktivierbares Enzym sorgt dafür, dass das Bakterium selbst nach getaner Produktions-Arbeit die Markierungs- und Selektionsgene entfernt, die für die Vervielfältigung zu Beginn noch nötig waren. "Alle Elemente bakteriellen Ursprungs haben wir auf diese Weise aus den DNA-Elementen herausgeschnitten", erklärt Sandra Broll, Biologin in Bodes Arbeitsgruppe. "Bei den dabei entstehenden so genannten Minicircles fällt der tierischen Zelle gar nicht mehr auf, dass es sich um fremde DNA handelt."

Um bei jeder Zellteilung vererbt zu werden, muss die einzubringende DNA zunächst vorsichtig in die Zelle geschleust werden: Die DNA-Minicircles werden in kleine Lipidtröpfchen verpackt, die dann mit der äußeren Hülle der Wirtszelle verschmelzen. Im Zellinneren können sich die Mini-Ringe dann dank spezieller Elemente, der so genannten S/MARs, am Zellkern anheften. S/MAR steht für scaffold/matrix attachment region - kurze DNA-Stücke, die an die Zellkern-Matrix binden und aktive DNA-Bereiche von inaktiven isolieren. Einmal im Zellkern angeheftet, werden die DNA-Minicircles bei jeder Zellteilung weiter vererbt und gleich bleibend abgelesen. Der therapeutische Effekt ist also nachhaltiger als bei herkömmlichen Systemen und ist auch für schnell teilende Zellen, wie solche des blutbildenden Systems gut geeignet.

Die Methode wurde zunächst für Minicircles ausgearbeitet, die nur ein einzelnes Gen tragen. "Je größer die übertragene DNA ist, desto instabiler wird sie leider", sagt Prof. Bode. "In den nächsten Schritten sollen mindestens zwei Gene auf getrennten Circles übertragen und in ihrem Expressionsverhältnis angeglichen werden. Ein solcher, neuartiger Ansatz eignet sich zunächst für die Herstellung von Antikörperketten im optimalen Verhältnis."

Hinweis für die Medien

Ausführliche Informationen bietet der Originalartikel: K. Nehlsen, S. Broll, J. Bode: Replicating minicircles: Generation of nonviral episomes fort the efficient modification of dividing cells. Gene Therapy and Molecular Biology, 2006, Vol. 10.

Das Inhaltsverzeichnis des demnächst erscheinenden Bandes 10 B von Gene Therapy and Molecular Biology ist im Internet über http://www.gtmb.org/TOC_volume10B.html zugänglich. Die Publikation kann direkt über http://www.gtmb.org/volume10/25_Nehlsen/25_Nehlsen_233-244.pdf abgerufen werden. Informationen zum Journal selbst gibt es unter http://www.gtmb.org/index_gtmb.html.

Information: Der neue Name der GBF

Zum 18. Juli 2006 hat sich die Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF) den neuen Namen "Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung" gegeben. Er verdeutlicht den Hauptforschungsschwerpunkt sowie die Zugehörigkeit zur Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Manfred Braun | idw
Weitere Informationen:
http://www.gtmb.org/index_gtmb.html
http://www.helmholtz-hzi.de/de/presse_und_oeffentlichkeit/pressemitteilungen/

Weitere Berichte zu: DNA Gen Molecular Zelle Zellteilung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics