Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein krisenfester Leibwächter für junge RNAs

21.09.2015

RNAs gehören zu den wichtigsten Molekülen in der Zelle. Sie übermitteln genetische Information als Bauanleitung für Proteine und durchlaufen dafür eine mehrstufige Prozessierung. Dabei müssen sie vor einem vorzeitigen Abbau geschützt werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie (MPIB) in Martinsried konnten jetzt einen Mechanismus nachweisen, der bestimmte RNAs stabilisiert und ihre Verarbeitung dirigiert.

„Der molekulare Komplex um das von uns neu entdeckte Protein NCBP3 kommt vor allem bei zellulären Stresssituationen wie Infektionen mit Viren zum Einsatz“, erklärt Andreas Pichlmair, Gruppenleiter am MPIB. „Unsere Erkenntnisse könnten in Zukunft neue Therapiewege eröffnen.“


Das neu entdeckte Protein NCBP3 (grün markiert) bei der Arbeit im Zellkern (blau markiert). Die gestrichelte Linie stellt die Zellabgrenzung dar.

Bild: Andreas Pichlmair / Copyright: MPI für Biochemie

Wer nicht spurt, wird zerlegt: Fehlerhafte Moleküle müssen abgebaut werden, bevor sie der Zelle schaden können. Damit nicht auch neu entstehende und damit noch funktionslose RNA-Moleküle unter die Räder kommen, werden sie bereits während ihrer Synthese mit einer molekularen „Kappe“ als Schutz versehen. So ist das gefährdete Ende des Moleküls maskiert und die zelluläre Müllabfuhr greift nicht an.

An diese Kappe bindet ein „cap binding complex“ (CBC), der stabilisiert und weitere Aufgaben erfüllt: Der CBC steuert die Prozessierung der RNA-Moleküle, wozu etwa die Entfernung unnötiger Abschnitte gehört. Ein wichtiger Schritt ist bei den sogenannten mRNAs, die die genetische Information übertragen, der Export aus dem Zellkern. Nur außerhalb des Zellkerns im Zellinnern können sie als Bauanleitung für Proteine dienen.

Nach vorherrschender Meinung besteht der CBC ausnahmslos aus zwei verschiedenen „nuclear cap binding proteins“ (NCBP1 und 2), die sich im Tandem an das kappentragende Ende der betreffenden RNA heften. Dementsprechend sollten beide NCBPs für Prozesse wie den mRNA-Export aus dem Zellkern essentiell sein. Wie die aktuelle Studie zeigt, schränkt ein Verlust von NCBP2 aber weder diesen Vorgang noch die Lebensfähigkeit der Zelle ein.

„Dafür konnten wir eine andere Komponente identifizieren, die in Verbindung mit NCBP1 auftritt, die wir NCBP3 nannten“, sagt Andreas Pichlmair. Dieses Protein kommt bei den meisten höheren Organismen vor und ist in seiner Struktur hoch konserviert, also wenig variiert - was eine essentielle Funktion vermuten lässt.

Die konventionelle Kappe mit NCBP2 ist vor allem mit mRNAs und kleineren RNAs assoziiert. Der neu gefundene Komplex tritt dagegen nur bei mRNAs auf, die einer intensiven Weiterverarbeitung bedürfen. Zudem ist er vor allem wichtig, wenn die Zelle gestresst ist – zum Beispiel bei viralen Infektionen. Eventuell könnte der CBC um NCBP3 auch eine Rolle in Erkrankungen spielen, bei denen die RNA-Prozessierung gestört ist. Die Forscher hoffen, dass die neu gewonnen Erkenntnisse auch neue Therapieansätze eröffnen.

Weitere Studien sollen nun zeigen, ob und in welcher Form NCBP3 an der Virenabwehr und Entstehung von Krankheiten beteiligt ist. Sicher ist schon jetzt, dass die Prozessierung von RNA-Molekülen und damit einer der zentralen Prozesse der Zelle weitaus komplexer ist als bisher angenommen und zudem über äußere Einflüsse gesteuert wird.

Originalpublikation
A. Gebhardt, M. Habjan, C. Benda, A. Meiler, D. Haas, M. Hein, A. Mann, M. Mann, B. Habermann and A. Pichlmair: NCBP3, a cap-binding protein involved in mRNA biogenesis. Nature Communications, September 18, 2015
DOI: 10.1038/ncomms9192

Kontakt
Dr. Andreas Pichlmair
Angeborene Immunität
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
E-Mail: apichl@biochem.mpg.de
http://www.biochem.mpg.de/pichlmair

Dr. Christiane Menzfeld
Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Tel.: +49 89 8578-2824
E-Mail: pr@biochem.mpg.de
http://www.biochem.mpg.de

Weitere Informationen:

http://www.biochem.mpg.de/news - Mehr Pressemitteilung des MPI für Biochemie
http://www.biochem.mpg.de/pichlmair - Webseite der Forschungsgruppe "Angeborene Immunität" (Andreas Pichlmair)

Anja Konschak | Max-Planck-Institut für Biochemie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | 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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise