Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chaos in der Zelle

05.01.2007
Defektes Gen stört die Signalverarbeitung in der Zelle und beeinträchtigt das Immunsystem

Forscher des Biozentrums Innsbruck und der Medizinischen Hochschule Hannover haben in Zusammenarbeit mit der Universität Freiburg eine genetische Ursache für die Störung der Signalweiterleitung in Zellen entdeckt.

Das Fehlen eines zellulären Adapters führt zu Unordnung in der Zelle, wodurch wichtige Akteure für die Weiterleitung von Signalen nicht mehr zur rechten Zeit am rechten Platz sind – für betroffene Patienten resultiert daraus eine komplexe Störung des Immunsystems. Die Entdeckung ist von allgemeiner Bedeutung, da Zellzyklus- und Differenzierungsstörungen bei vielen Krankheiten, wie zum Beispiel Krebs, eine entscheidende Rolle spielen. Die renommierten Zeitschriften Nature Medicine und The Journal of Cell Biology berichten darüber.

Die Zellen eines Organismus empfangen laufend eine Vielfalt an Signalen aus ihrer Umgebung. Eiweißmoleküle an der Zelloberfläche registrieren diese Signale und leiten sie ins Innere der Zelle weiter, wo sie aufgenommen, interpretiert und verarbeitet werden. Je nach Art des Signals werden die Zellen dazu angeregt, zu wachsen, zu differenzieren, sich zu teilen oder aber durch programmierten Zelltod abzusterben. Entgleisen diese komplexen Prozesse, so entstehen Krankheiten wie Krebs oder Immunstörungen. Die Wissenschaftler um Univ.-Prof. Dr. Lukas Huber vom Biozentrum der Medizinischen Universität Innsbruck sind überzeugt, dass die räumliche und zeitliche Verteilung der an der Signalweiterleitung beteiligten Akteure von entscheidender Bedeutung sind: „Gerät diese genau definierte Ordnung innerhalb der Zelle durcheinander, dann kommt es zu krankhaften Veränderungen“, sagt Lukas Huber. „Wir wollen deshalb lernen, wie die Signale in der Zelle räumlich und zeitlich verteilt werden.“

Genetisch bedingte Erkrankung

Die klinische Bedeutung dieser neuen Forschungsrichtung wurde deutlich, als die Klinische Forschergruppe um Univ.-Prof. Dr. Christoph Klein von der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) auf ein Gen aufmerksam wurde, das für den Zelladapter p14 verantwortlich ist. Die Ärzte der Abteilung Kinderheilkunde, Pädiatrische Hämatologie und Onkologie der MHH (Direktor Prof. Dr. Karl Welte) hatten eine neue Immundefekterkrankung identifiziert, die durch Wachstums- und Immunstörungen sowie Albinismus gekennzeichnet ist.

Kleinste Infektionen genügen, um das Leben der Patienten zu gefährden. In einer langjährigen Suche nach der genetischen Ursache wandten sie neue molekularbiologische Methoden an und konnten in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe um Dr. Bodo Grimbacher von der Universität Freiburg und dem Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung Braunschweig Veränderungen nachweisen, die zur Folge hatten, dass der Zelladapter p14 nur mehr in ganz geringen Mengen vorhanden war. Aufgrund dieses Gendefektes sind die weißen Blutkörperchen der betroffenen Patienten in ihrer Zahl erniedrigt und in ihrer Funktion gestört.

Langfristige Forschungsperspektive

Im Rahmen des FWF-Spezialforschungsbereichs „Zellproliferation und Zelltod in Tumoren“ entwickelte Prof. Lukas Huber in Innsbruck in über vierjähriger Kleinarbeit ein neues, innovatives Mausmodell. „Dieses Modell erlaubt es uns, bestimmte Gene in einzelnen Organen oder Zelltypen spezifisch auszuschalten“, erklärt Huber. Damit konnten die Innsbrucker Forscher nun die bei den deutschen Patienten beobachteten Ergebnisse in der Maus gezielt reproduzieren. „Es gelang uns der eindeutige Nachweis“, so Huber, „dass das Fehlen des Adapters p14 zu einem heillosen Chaos in der Zelle führt. Die vom Adapter in Position gebrachten Gerüstproteine sind plötzlich nicht mehr an ihrem Platz. Und dadurch wird die von den Gerüstproteinen unterstütze Signalweiterleitung durch Kinasen unterbrochen.

“ Damit liefern die Wissenschaftler auch ein potentielles Ziel für die Therapie dieser bisher unbekannten Krankheit. Prof. Christoph Klein, ein Krebspezialist und Experte der Stammzell- und Gentherapie, sieht nun nicht nur Chancen in der Entwicklung einer gezielten Gentherapie für die betroffenen Patienten, sondern auch neue Ansatzpunkte für neue Medikamente in der Therapie von Tumorpatienten.

„Die fächerübergreifende internationale Zusammenarbeit war entscheidend für diesen Forschungserfolg“ betonen Prof. Klein und Prof. Huber, die in ihrer wissenschaftlichen Zusammenarbeit in der Zukunft noch viele spannende Ergebnisse erwarten.

Die Daten zum Zellzyklus- und Differenzierungsdefekt und dem verwendeten Mausmodell haben die Wissenschaftler im Dezember im Journal of Cell Biology veröffentlicht. Die Übertragung dieses Wissens auf die klinische Bedeutung für das Immunsystem wird nun in der Zeitschrift Nature Medicine ausführlich dargestellt.

Publikationen:

A novel human primary immunodeficiency syndrome caused by deficiency of the endosomal adaptor protein p14. Bohn G, Allroth A, Brandes G, Thiel J, Glocker E, Schaeffer AA, Rathinam C, Taub N, Teis D, Zeidler C, Dewey RA, Geffers R, Buer J, Huber LA, Welte K, Grimbacher B, Klein C. Nature Medicine.

p14–MP1-MEK1 signaling regulates endosomal traffic and cellular proliferation during tissue homeostasis. Teis D, Taub N, Kurzbauer R, Hilber D, de Araujo ME, Erlacher M, Offterdinger M, Villunger A, Geley S, Bohn G, Klein C, Hess MW, and Huber LA. J. Cell Biol. 2006 175: 861-868. Published Dec 18 2006.


Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Lukas Huber
Sektion für Zellbiologie, Biozentrum Innsbruck
Medizinische Universität Innsbruck
Fritz-Pregl Str. 3
A-6010 Innsbruck, Österreich
Tel: +43 512 9003 70171 bzw. Mobil: +43 664 1138600
Fax: +43 512 9003 73100
Email: lukas.a.huber@i-med.ac.at
http://www.i-med.ac.at/biocenter/

Univ.-Prof. Dr. Christoph Klein
Sektion für Experimentelle Hämatologie
Abteilung Kinderheilkunde, Pädiatrische Hämatologie und Onkologie
Medizinische Hochschule Hannover
Carl-Neuberg-Str. 1
D-30625 Hannover, Deutschland
Tel: +49-511-532 6718
Fax: +49-511-532 9120
Email: klein.christoph@mh-hannover.de

Univ.-Prof. Dr. Lukas Huber | Medizinische Uni Innsbruck
Weitere Informationen:
http://www.sfb021.at/
http://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/abs/nm1528.html
http://dx.doi.org/10.1083/jcb.200607025

Weitere Berichte zu: Adapter Biozentrum Cell Gen Immunsystem Medicine Nature Signalweiterleitung Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wasserbewegung als Hinweis auf den Zustand von Tumoren
19.04.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden
19.04.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

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: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Im Focus: Basler Forschern gelingt die Züchtung von Knorpel aus Stammzellen

Aus Stammzellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen lassen sich stabile Gelenkknorpel herstellen. Diese Zellen können so gesteuert werden, dass sie molekulare Prozesse der embryonalen Entwicklung des Knorpelgewebes durchlaufen, wie Forschende des Departements Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel im Fachmagazin PNAS berichten.

Bestimmte mesenchymale Stamm-/Stromazellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen gelten als äusserst viel versprechend für die Regeneration von Skelettgewebe....

Im Focus: Basel researchers succeed in cultivating cartilage from stem cells

Stable joint cartilage can be produced from adult stem cells originating from bone marrow. This is made possible by inducing specific molecular processes occurring during embryonic cartilage formation, as researchers from the University and University Hospital of Basel report in the scientific journal PNAS.

Certain mesenchymal stem/stromal cells from the bone marrow of adults are considered extremely promising for skeletal tissue regeneration. These adult stem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Mai zum 7. Mal an der Hochschule Stralsund

12.04.2018 | Veranstaltungen

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

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Aus dem Labor auf die Schiene: Forscher des HI-ERN planen Wasserstoffzüge mit LOHC-Technologie

19.04.2018 | Verkehr Logistik

Neuer Wirkmechanismus von Tumortherapeutikum entdeckt

19.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

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