Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Chromosom ist kein Zufallsknäuel

14.05.2013
Freiburger Forscher untersuchen Moleküle, die in einer Bakterienzelle die Struktur des Erbguts sichern

Chromosomen enthalten die Erbinformation von Zellen und sind fadenförmige Moleküle. Dieser Faden ist dabei 2.000- bis 10.000-mal länger als die Zelle selbst: Er muss also gefaltet werden, damit er hinein passt. Dennoch ist eine geordnete dreidimensionale Struktur wichtig, damit das Chromosom für viele Prozesse in der Zelle zugänglich ist.


Darstellung vieler SMC-Bewegungsmuster in Bakterienzellen, die weiß umrandet sind. Jede Farbe stellt eine gemessene Spur dar. © Kleine Borgmann et al.

SMC-Proteine halten eine definierte Struktur des Chromosoms aufrecht und sorgen dafür, dass es nicht zu einem Zufallsknäuel zusammenfällt. Juniorprofessor Dr. Maximilian Ulbrich, Institut für Physiologie II und BIOSS Centre for Biological Signalling Studies, hat zusammen mit Prof. Dr. Peter Graumann vom Institut SYNMIKRO, Universität Marburg, und weiteren Kolleginnen und Kollegen gezeigt, wie SMC-Proteine sich über das Erbgut bewegen und es organisieren. Die Ergebnisse der Forschung wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Cell Reports“ veröffentlicht.

Mit schneller Fluoreszenzmikroskopie war es den Wissenschaftlern und der Wissenschaftlerin möglich, die Bewegungsmuster einzelner SMC-Moleküle sichtbar zu machen und automatisiert zu verfolgen. Dadurch konnten sie demonstrieren, wie nur etwa 50 Moleküle das gesamte Chromosom einer Bakterienzelle zusammendrücken und gleichzeitig seine dreidimensionale Struktur erhalten. 20 Prozent der SMC-Moleküle in einer Bakterienzelle sind statisch: Sie sind in zwei Zentren auf dem Chromosom gebunden. Zusätzlich enthält die Zelle dynamische SMC-Moleküle, deren Anteil 80 Prozent beträgt und die über das gesamte Erbgut wandern. Sie halten das Chromosom zusammen und organisieren es. Die Entdeckung der mobilen SMC-Proteine und ihrer kontinuierlich hohen Dynamik erklärt, wie nur wenige Proteinmoleküle ein Chromosom aus mehr als vier Millionen Nukleotid-Bausteinen dreidimensional anordnen können.

Mit weiteren biochemischen Versuchen wies das Team der Wissenschaftler nach, dass nur die mobilen SMC-Moleküle direkt mit dem Erbgut interagieren, die statischen sind dazu nicht in der Lage. Beide üben jedoch wichtige Funktionen für die Zelle und die Zusammenfaltung der Chromosomen aus. Die neuen Erkenntnisse lassen sich vermutlich auf menschliche SMC-Komplexe übertragen: Denn SMC-Proteine kommen nicht nur in Bakterien vor, sondern sind auch in höheren Zellen für die Zellteilung und die Organisation von Chromosomen notwendig.
Kontakt:
Juniorprofessor Dr. Maximilian Ulbrich
BIOSS Centre for Biological Signalling Studies
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-97183
E-Mail: max.ulbrich@bioss.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften