Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemiker der TU Dortmund erzielen Fortschritt in der DNA-Analyse

26.08.2016

Die Arbeitsgruppe um Prof. Daniel Summerer an der Fakultät für Chemie und Chemische Biologie der TU Dortmund hat ein neuartiges Verfahren entwickelt, das die Suche nach epigenetisch modifizierten Genabschnitten für die Forschung vereinfacht. Das Besondere an dieser Methode ist, dass sich dank eines Bauplans für maßgeschneiderte Proteinsonden gezielt jede beliebige DNA-Sequenz auf etwaige Modifikationen untersuchen lässt - und das mit hoher Genauigkeit. Solche Nachweisverfahren sind insbesondere für die Krebsdiagnostik relevant, da sie zeigen, welche Gene in den Tumorzellen eines Patienten infolge der Modifikation ein- oder ausgeschaltet sind und welche Therapien wirken könnten.

Es ist schon lange bekannt, dass Mutationen im Genom Krebs auslösen können. Doch nicht nur ein falscher DNA-Baustein kann die Ursache für die Entstehung eines Tumors sein. Auch außerplanmäßig eingefügte oder fehlende epigenetische Modifikationen der korrekten Bausteine können das Zellwachstum stören und eine gesunde Zelle in eine wuchernde Krebszelle verwandeln.


TALES (blau) binden an bestimmte Sequenzen der DNA (gelb), damit diese genauer analysiert werden können.

Grafik: Prof. Daniel Summerer/TU Dortmund

Aus diesem Grund interessieren sich Prof. Summerer und sein Team für solche Modifikationen von DNA-Sequenzen, insbesondere für die Methylierung und abgeleitete Modifikationen des DNA-Bausteins Cytosin, durch die eine Zelle ihre Gene flexibel ein- oder ausschalten kann.

Die herkömmliche DNA-Analyse liest normalerweise jedoch nur die Sequenz der vier DNA-Bausteine (neben Cytosin noch Adenin, Guanin und Thymin) aus, nicht auch deren Modifikationen – dafür muss man Tricks anwenden. Die Arbeitsgruppe von Prof. Summerer hat hier von der Natur abgeguckt: In bestimmten Erregern von Pflanzenkrankheiten gibt es Proteine, die flexibel an Gene in Zellen der Wirtspflanze binden und diese regulieren können, was im sogenannten Genom-Engineering bereits genutzt wird.

Die Arbeitsgruppe hat die Selektivitätsmechanismen dieser Proteine „gehackt“ und einen Bauplan für Proteinsonden mit einer erweiterten Programmierbarkeit der DNA-Erkennung entwickelt. So kann sie inzwischen TALE-Proteine (transcription-activator like effector proteins) derart programmieren, dass diese spezifisch an die zu untersuchende DNA-Sequenz binden und dabei zwischen unterschiedlichen modifizierten und der nicht-modifizierten Cytosin-Variante unterscheiden können.

Mithilfe der TALE-Proteine lassen sich nun erstmals beliebige modifizierte und nicht-modifizierte DNA-Abschnitte aus Tumorproben im Labor gezielt und direkt voneinander trennen, bevor es zur weiteren Analyse geht.

Das vorliegende Verhältnis von DNA mit modifiziertem und nicht-modifiziertem Baustein ist charakteristisch für die Art des Tumors und kann zum Beispiel Hinweise darauf geben, welche Medikamente helfen und welche nicht. So ist beispielsweise bekannt, dass bei der häufigsten Leukämieform von Erwachsenen eine Chemotherapie oft nicht erforderlich ist, sofern in einem bestimmten Gen ein Cytosin methyliert ist, während der umgekehrte Fall eine sofortige Therapie notwendig macht.

Der Nachweis von derlei DNA-Modifikationen war bisher schon durch andere Tricks im Labor möglich, jedoch erlauben bisherige Verfahren keine direkte Trennung von frei wählbaren, modifizierten und nicht-modifzierten DNA Abschnitten wie die neue Methodik aus Dortmund. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society (JACS) veröffentlicht.

Martin Rothenberg | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.tu-dortmund.de/

Weitere Berichte zu: Cytosin DNA-Analyse Methylierung TALE-Proteine Thymin Zelle dna

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

nachricht Neuer Impfstoff-Kandidat gegen Malaria erfolgreich in erster klinischer Studie untersucht
25.04.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

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: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

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

Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Belle II misst die ersten Teilchenkollisionen

26.04.2018 | Physik Astronomie

Anzeichen einer Psychose zeigen sich in den Hirnwindungen

26.04.2018 | Medizin Gesundheit

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