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Fliegen ohne Kindeskinder

11.12.2006
Kinderlose Dynastien fungieren als Namensgeber für eine Gruppe von Genen und die von ihnen kodierten Proteine. So wie diese Königshäuser ausgestorben sind, bleiben auch Taufliegen, deren Proteine verändert sind, ohne Kindeskinder.

Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum haben ein neues Protein dieser Gruppe namens Capsuléen entdeckt, das für die Bildung der Geschlechtszellen in der Taufliege notwendig ist. Sie haben mehrere Details dazu aufgeklärt, wie dieses Protein zur Sicherung des Fortbestands beiträgt.

Lebewesen bestehen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Proteine - mehr, als im Erbgut in Form von Bauanleitungen vorliegen. Dahinter stecken Strategien, mit denen Lebewesen Proteine verändern; so machen sie mehr aus dem, was ihnen zur Verfügung steht. Die Körpereiweiße steuern etwa die Übertragung von Signalen, die Verpackung des Erbguts oder den Transport von Molekülen.

Zu den "Dekorateuren" in der Zelle gehören die Methyltransferasen. Diese Proteine hängen Kohlenwasserstoffe, so genannte Methylgruppen, an andere Proteine an. Das Methylierungsmuster entscheidet zum Beispiel darüber, mit welchen Molekülpartnern ein Protein interagiert und ob es überhaupt aktiv ist. Fehler bei der Methylierung können schwer wiegen, Körpereiweiße funktionsuntüchtig machen und stehen im Zusammenhang mit Krebs.

Wissenschaftler um Professor Bernard Mechler, Leiter der Abteilung Entwicklungsgenetik im Deutschen Krebsforschungszentrum, entdeckten eine interessante Funktion der Methyltransferase Capsuléen, die für die Fruchtbarkeit von Taufliegen unverzichtbar ist. Ihnen war aufgefallen, dass Taufliegen, denen zwei funktionstüchtige Genkopien von Capsuléen fehlen, ohne Kindeskinder bleiben, denn ihre Nachkommen besitzen keine Geschlechtszellen. Durch weitere Experimente entdeckten die Forscher, dass den Nährzellen, die die Eizelle mit allem Nötigen versorgen, in den genetisch veränderten Fliegen ein wichtiges Detail verloren geht: Sie entbehren die "Nuage", eine Zellstruktur, die einen verschwommenen Ring um den Zellkern der Nährzellen formt und nach dem französischen Wort für Wolke benannt ist. Bestimmte Proteine, die für die Entstehung der Geschlechtszellen unerlässlich sind - zum Beispiel das Protein Tudor - fehlen in der Nuage der betroffenen Tiere.

Man könnte nun meinen, dass der Verlust von Tudor auf die gestörte Regulation eines Zielproteins, das Capsuléen methyliert, zurückgeht. Die Wissenschaftler machten mehrere solcher Proteine ausfindig, demonstrierten jedoch, dass die Methylierung dieser Zielproteine nichts mit der Verteilung von Tudor zu tun hat. "So konnten wir die beiden biologischen Prozesse voneinander trennen", sagt Joël Anne aus der Abteilung Entwicklungsgenetik.

Capsuléen agiert allerdings nicht allein, weiß Anne darüber hinaus, denn es bindet an ein anderes Protein, das nach der ausgestorbenen französischen Dynastie Valois benannt ist. Derzeit suchen die Wissenschaftler einen weiteren wichtigen Baustein, der aus molekularer Sicht erklärt, wie es zur Unfruchtbarkeit der Fliegen kommt. Anne ist überzeugt, dass mindestens ein zusätzliches Molekül mit im Spiel ist, dessen Verlust ebenfalls zu Fliegen ohne Kindeskinder führt.

Joël Anne, Roger Ollo, Anne Ephrussi, and Bernard M. Mechler. Arginine methyltransferase Capsuléen is essential for methylation of spliceosomal Sm proteins and germ cell formation in Drosophila, Development (2006), doi:

02687.

Das Deutsche Krebsforschungszentrum hat die Aufgabe, die Mechanismen der Krebsentstehung systematisch zu untersuchen und Krebsrisikofaktoren zu erfassen. Die Ergebnisse dieser Grundlagenforschung sollen zu neuen Ansätzen in Vorbeugung, Diagnose und Therapie von Krebserkrankungen führen. Das Zentrum wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V.

Dr. Julia Rautenstrauch
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Krebsforschungszentrum
Im Neuenheimer Feld 280
D-69120 Heidelberg
T: +49 6221 42 2854
F: +49 6221 42 2968

Dr. Julia Rautenstrauch | idw
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