Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wissenschaftler klären Struktur und Funktion von molekulargenetischem Schalter im menschlichen Erbgut

23.08.2007
Albert Jeltsch, Jacobs-Professor für Biochemie, gelang es erstmals, zusammen mit Prof. Xiaodong Cheng, Experte für Strukturbiologie an der Emory University, USA, die dreidimensionale Struktur eines menschlichen Enzyms zur Genregulierung und dessen Arbeitsweise in der Zelle mittels funktioneller Studien aufzuklären.
Die Studie ist in der aktuellen Vorab-Online-Publikation von Nature (doi:10.1038/nature06146, http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature06146.html;

jsessionid=C8524BE54EF249CA648C925608A1EBEB) veröffentlicht.

Das menschliche Erbgut enthält 20000-30000 Gene als Informationseinheiten. Diese werden im Verlauf der Entwicklung eines Menschen durch einen als "Genregulation" bezeichneten Prozess gezielt aktiviert und deaktiviert. Eine zentrale Rolle kommt hierbei speziellen Proteinen, den DNA-Methyltransferasen, zu. Sie können Sequenzen von Genen im Erbgut erkennen und durch so genannte DNA-Methylierung, die Anlagerung von Methylgruppen als Markermolekülen an Schlüsselpositionen, das Ablesen der nachfolgenden Gensequenz und somit ihre Aktivierung verhindern. Störungen dieses Prozesses können zu Entwicklungsdefekten führen und Krankheiten auslösen.

... mehr zu:
»DNA »Enzym »Erbgut »Genregulierung

Die Forscher um Albert Jeltsch und Xiaodong Cheng klärten jetzt mittels Röntgenkristallographie die räumliche Struktur der menschlichen Proteine Dnmt3a und Dnmt3L, die als Funktionseinheit eine zentrale Rolle bei der Genregulierung durch DNA-Methylierung während der menschlichen Embryonalentwicklung spielen. Das überraschende Ergebnis der Strukturanalyse war, dass sich jeweils zwei Dnmt3a-Dnmt3L-Einheiten als Dimer aneinanderlagern, so dass eine Methyltransferase mit zwei aktiven Zentren in einem ganz bestimmten räumlichen Abstand entsteht. Funktionelle Untersuchungen zur Bindung des Enzyms an die Ziel-DNA-Sequenz im menschlichen Erbgut zeigten, dass der spezifische räumliche Abstand der beiden aktiven Zentren des Enzyms in der Art eines Schlüssel-Schloss-Prinzips häufig auch auf der Ziel-Sequenz der DNA zu finden war. Methylierungsexperimente konnten darüber hinaus zeigen, dass beide Zentren auch oft gleichzeitig für einen Anlagerung von Methylgruppen an die DNA sorgten.

"Die besondere Struktur und Funktionsweise des von uns untersuchten Enzyms zeigt ganz neue Facetten der Methylierung von DNA in menschlichen Zellen. So könnte das neu entdeckte enzymatische 'Doppelpack' zum einen eine spezielle Form von Bindungsspezifität zwischen Enzym und Zielmolekül darstellen. Die parallele Aktivität der beiden Zentren könnte auch dafür sprechen, dass bestimmte Regulierungsprozesse besonders schnell ausgeführt werden müssen", sagte Albert Jeltsch zu den Ergebnissen der Studie. "In jedem Fall bringt uns unser Forschungsergebnis dem Verständnis des faszinierenden Vorgangs der organismischen Entwicklung näher, bei dem aus einer befruchteten Eizelle ein komplettes Lebewesen entsteht", so der Jacobs-Wissenschaftler abschließend.

Fragen zu der Publikation beantwortet:
Prof. Dr. Albert Jeltsch | Professor of Biochemistry
http://www.jacobs-university.de/directory/ajeltsch/index.php
Tel.: 0421 200-3247 | a.jeltsch@jacobs-university.de

Dr. Kristin Beck | idw
Weitere Informationen:
http://www.jacobs-university.de/directory/ajeltsch/index.php
http://www.biochem.emory.edu/cgi-bin/people/detail_faculty?id=xcheng

Weitere Berichte zu: DNA Enzym Erbgut Genregulierung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise