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 Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

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: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau