Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Ein Code jenseits der DNA

nächste Meldung

Unser genetischer Code umfasst vier „Buchstaben“, die in Form von vier Nucleobasen in unserer DNA und RNA vorliegen. Immer drei Buchstaben bilden „Wörter“, die von tRNA in Aminosäuren übersetzt und zu Proteinen zusammengefügt werden. Spezielle Markierungen unterteilen die Gene zudem in aktive und inaktive Bereiche. Weniger erforscht ist eine mögliche dritte Informationsebene: Die chemische Modifikation von tRNA-Nucleobasen. Thomas Carell und ein Team von der Universität München zeigen jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie, dass tRNA-Modifikationsprofile zur Charakterisierung von Arten und zur Unterscheidung pathogener und nichtpathogener Bakterienstämme herangezogen werden können.

In der RNA kommen über 100 verschiedene Modifikationen vor, deren exakte Informationsfunktion noch unbekannt ist. Einige sollen die Aufrechterhaltung des Leserahmens (reading frames) verbessern, andere die RNA-Stabilität beeinflussen oder am „Korrekturlesen“ beteiligt sein. Kürzlich wurde entdeckt, dass das gesamte Kollektiv von modifizierten tRNA-Nucleosiden ein regulativer Bestandteil der Stressantwort ist.

Um mehr über die Funktion modifizierter Nucleobasen zu lernen, untersuchten die Forscher, welche Modifikationen in welcher Menge in verschiedenen Arten vorkommen. Untersucht wurden mehrere gram-positive und gram-negative Bakterienarten, verschiedene Pilze sowie unterschiedliche Zellbestandteile von Schweinen.

Wie sich zeigte, ist der kollektive Satz von modifizierten Basen in hohem Maße artenspezifisch. Verwandte Arten zeigen dabei ähnliche Profile, während sich nichtverwandte deutlich unterscheiden. Carell: „Anhand der Daten konnten wir einen detaillierten Stammbaum der verschiedenen Spezies berechnen, der mit Ergebnissen aus konventionellen Methoden überein stimmt. Die Gesamtheit der Basenmodifikationen einer Art entwickelte sich offensichtlich unter dem Druck der Evolutionsselektion.“

Die Forscher verglichen Paare von pathogenen und nichtpathogenen sowie Antibiotika-resistenter und nichtresistenter Bakterien. „Diese untersuchten Bakterien gehören zu den bedrohlichsten klinischen Pathogenen und sind für viele Todesfälle verantwortlich“, so Carell. „Tatsächlich konnten wir harmlose und gefährliche Spezies anhand des tRNA-Modifikationsprofils voneinander unterscheiden.“ Im Fall der analysierten Listerien und Staphylokokken zeigten die pathogenen und resistenten Spezies einen deutlich erhöhten Gehalt einiger modifizierten Basen. „Dies ist ein Hinweis, dass der Translationsprozess, also die Übersetzung des genetischen Codes in Proteine, hier deutlich anders läuft als bei den weniger gefährlichen Verwandten dieser Bakterienstämme.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 36/2011

Autor: Thomas Carell, Ludwig-Maximilians-Universität München (Germany), http://www.carellgroup.de

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201103229

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

nächste Meldung

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...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...