Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dr. Jekyll und Mr. Hyde: Telomerase in Stammzellen

10.04.2015

Treten bei der Zellteilung gravierende Fehler auf, wird sie gestoppt und die Zelle eliminiert, damit nicht zu viele oder zu wenige Chromosomen von der Mutter- in die Tochterzelle gelangen.

Forscher des Jenaer Leibniz-Instituts für Altersforschung (FLI) entdeckten nun bislang unbekannte Funktionen der Telomere und der Telomerase. Die Telomere haben dabei eine Schlüsselfunktion, indem sie die Vermehrung von Zellen mit fehlerhafter Chromosomenanzahl unterdrücken und Tumorentstehung hemmen.


Intakte Telomere erkennen Fehlverteilung von Chromosomen und beugen durch Wachstumsstopp der Entartung von Zellen vor; Telomerase kann diesen „Telomerschutz“ negieren und Tumorentstehung begünstigen.

Grafik: Kerstin Wagner / FLI; Quelle: u.a. www.pixabay.com

Die Telomerase wiederum, die in gesunden Stammzellen die Telomerfunktion aufrechterhält, erlaubt auch Zellen mit fehlerhafter Chromosomenanzahl das Überleben und kann dadurch Tumorentwicklung begünstigen.

Für die Replikation der Telomere, den Endkappen der Chromosomen, wird ein spezielles Enzym, die Telomerase, benötigt. Die Hauptfunktion der Telomerase besteht darin, die Enden der Chromosomen intakt zu halten. Werden die Telomere zu kurz, können unterschiedliche Chromosomen miteinander fusionieren, die dann bei der Zellteilung nicht mehr korrekt in die Tochterzellen aufgeteilt werden und auseinanderbrechen.

Die Folge ist eine „zelluläre Katastrophe“ und genetische Instabilität: der Ursprung von vielen Tumoren. In diesem Szenario schützt die Telomerase vor der Entstehung von Tumoren, die durch Verkürzung der Telomere entstehen.

Forscher des Leibniz-Instituts für Altersforschung – Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI) in Jena fanden nun neue Erkenntnisse über die Rolle der Telomere und der Telomerase bei der Tumorentstehung, die in der renommierten Fachzeitschrift The EMBO Journal publiziert wurden.

Die neuen Daten decken eine völlig neue Kehrseite der Telomerase auf: dieses Enzym kann bei fehlerhafter Chromosomenanzahl die schützende Funktion der Telomere aufheben und so das Überleben von defekten Zellen erlauben. Solche Zellen können dann weitere Mutationen ansammeln und sich zu Tumorzellen entwickeln.

„In diesem Szenario schützt also die Telomerase nicht vor der Entstehung von Tumoren, sondern ermöglicht die Tumorentstehung – ähnlich dem gegensätzlichen Verhalten von Dr. Jekyll und Mr. Hyde“, betont PD Dr. Günes die jüngsten Forschungsergebnisse. Da beim erwachsenen Menschen die Telomerase fast ausschließlich in Stammzellen zu finden ist, stützen die neuen Erkenntnisse der Jenaer Forscher auch die Hypothese, dass sich Tumore aus entarteten Stammzellen entwickeln können.

Neuer Ansatz in Tumortherapie

„Diese neuen Erkenntnisse rücken die Telomere und Telomerase wieder als potenzielle Targets in der Tumortherapie in den Fokus - jedoch in einem völlig neuen Licht“, erklärt Prof. K. Lenhard Rudolph, Wissenschaftlicher Direktor am FLI.

„Früher ging man davon aus, dass sich durch Hemmung der Telomerase-Aktivität auf längere Zeit Tumorzellen abtöten lassen, indem sich als Folge der Telomerase-Hemmung ihre Telomere verkürzen. Unsere Studie zeigt jedoch, dass dieser Ansatz schon viel früher erfolgreich sein könnte. Da Tumorzellen fast immer einen veränderten Chromosomensatz aufweisen, sollten sie bereits von Beginn an sensitiv auf die Telomerase-Hemmung reagieren“, unterstreichen die Forscher.

Daraus ergeben sich nun neue Fragestellungen, die es in weiteren Studien zu beantworten gilt: Wie erkennen zum Beispiel die Telomere die veränderten Chromosomen in der Zelle und wie gelingt es der Telomerase, die Schutzfunktion der Telomere aufzuheben?

Publikation
Meena JK, Cerutti A, Beichler C, Morita Y, Bruhn C, Kumar M, Kraus JM, Speicher MR, Wang ZQ, Kestler HA, d'Adda di Fagagna F, Günes C, Rudolph KL. Telomerase abrogates aneuploidy-induced telomere replication stress, senescence and cell depletion. EMBO J. 2015 Mar 27. pii: e201490070. doi: 10.15252/embj.201490070

Kontakt:
Dr. Kerstin Wagner
Leibniz-Institut für Altersforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI)
Beutenbergstr. 11, 07745 Jena
Tel.: 03641-656378, Fax: 03641-656351, E-Mail: presse@fli-leibniz.de


Hintergrundinfo

Das Leibniz-Institut für Altersforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena widmet sich seit 2004 der biomedizinischen Alternsforschung. Über 330 Mitarbeiter aus 30 Nationen forschen zu molekularen Mechanismen von Alternsprozessen und alternsbedingten Krankheiten. Näheres unter http://www.fli-leibniz.de.

Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 89 selbständige Forschungseinrichtungen. Deren Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute bearbeiten gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevante Fragestellungen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Sie unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer in Richtung Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Institute pflegen intensive Kooperationen mit den Hochschulen ‑ u.a. in Form der WissenschaftsCampi ‑, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem maßstabsetzenden transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 17.200 Personen, darunter 8.200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei 1,5 Milliarden Euro.

Näheres unter http://www.leibniz-gemeinschaft.de

Dr. Kerstin Wagner | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Diabetes: Immunsystem kann Insulin regulieren
21.11.2017 | Universität Basel

nachricht Zentraler Schalter
21.11.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Gene für das Risiko von allergischen Erkrankungen entdeckt

21.11.2017 | Studien Analysen

Wafer zu Chip: Röntgenblick für weniger Ausschuss

21.11.2017 | Informationstechnologie

Nanopartikel helfen bei Malariadiagnose – neuer Schnelltest in der Entwicklung

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie