Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Epigenetik bestimmt Entwicklung und Funktion von Herz- und Skelettmuskeln

05.09.2008
Berliner Wissenschaftler beschreiben neuartigen Transkriptionsfaktor, der die Entwicklung von Herz- und Skelettmuskeln steuert

Raupe und Schmetterling - zwei völlig unterschiedliche Organismen, die jedoch die gleiche Erbinformation besitzen. Auch im menschlichen Organismus entwickeln sich die Zellen trotz identischer Erbinformation zu so unterschiedlichen Geweben wie Muskeln, Knochen oder Nerven. Dies gelingt, indem der Organismus in jeder Zelle jeweils nur bestimmte Abschnitte seines Erbguts (DNA) aktiviert.

Die Aktivierung erfolgt nicht durch die DNA selbst, sondern durch chemische "Schalter", die sich von außen an die DNA anheften und sie dadurch an- oder ausschalten können. Neben seiner DNA vererbt ein Organismus auch diese Schalter an seine Nachkommen weiter. Die Analyse der vererbbaren Eigenschaften, über die Gene an- oder ausgeschaltet werden können, sind Thema der Epigenetik.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik haben jetzt gemeinsam mit Kollegen vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin-Buch ein neues Schlüsselprotein (DPF3) der epigenetischen Regulation im Herz- und Skelettmuskel gefunden. In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Genes & Development beschreiben die Forscher unter der Leitung von Silke Sperling die Bedeutung von DPF3 für die Entwicklung und Funktion von Herz- und Skelettmuskel (Lange, M.et al. Genes & Development 2008; 22: 2370-2384, doi:10.1101/gad.471408).

Im inaktivierten Zustand ist die DNA einer Zelle hochkondensiert um bestimmte Proteine, die Histone gewickelt. Durch chemische Modifaktion der Histone wird dieser Verbund zunächst gelockert und anschließend mithilfe weiterer Proteine, die gemeinsam den sogenannten Chromatin-Remodeling-Komplex bilden, vollständig aufgelöst. Dadurch wird die DNA frei zugänglich und die Übersetzung der genetischen Information in Eiweissmoleküle kann ungehindert stattfinden. Das jetzt von den Berliner Wissenschaftlern beschriebene Schlüsselprotein DPF3 erkennt spezifische Histon-Modifikationen und verknüpft diese mit dem Chromatin-Remodeling-Komplex.

Bereits 2003 fanden Sperling und ihre Kollegen Hinweise auf die zentrale Funktion von DPF3 bei der Regulation der Entwicklung von Herzmuskelzellen. In einer groß angelegten Studie untersuchten die Wissenschaftler, welche Gene bei verschiedenen angeborenen Herzerkrankungen des Menschen aktiv sind. In hypertrophierten, d.h., durch erhöhte Beanspruchung übermäßig ausgebildeten Herzmuskeln von Patienten mit Morbus Fallot fanden sie eine verstärkte Aktivität von DPF 3. Durch weitergehende Untersuchungen an Maus und Zebrafisch konnten die Forscher jetzt zeigen, dass ein Fehlen von DPF3 die Entwicklung des Herzens wesentlich beeinflusst und seine Kontraktilität (Pumpfunktion) erheblich reduziert.

Dieser Effekt ist auf die veränderte Regulation entscheidender Gene des muskulären Zytoskelettes zurück zu führen. "Ungewöhnlich an DPF 3 ist vor allem, dass das Protein unterschiedliche Modifikationen der Histone erkennen kann", erläutert Sperling ihre Arbeit. "Histone können an einem Ende unterschiedliche chemische Anhänge (Modifikationen) aufweisen, die je nach Art Einfluss auf die Zugänglichkeit der DNA und damit auf die Genregulation haben. Nach bisherigem Stand der Forschung konnte eine dieser Modifikationen, die Acetylierung, nur von einer bestimmten Gruppe von Proteinen, den Bromodomänen erkannt werden. DPF 3 besitzt eine Struktur (PHD-Finger), die bislang für die Erkennung von Histon-Methylierungen bekannt war. Wir konnten jedoch nachweisen, dass die PHD-Finger auch Acetylierungen erkennen können."

Beim Menschen existieren ca. 120 verschiedene Proteine mit PHD-Fingern. Die Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass in Zukunft weitere Proteine mit ähnlichen Funktionen wie DPF3 gefunden werden.

Originalveröffentlichung:
Lange, M., B. Kaynak, U.B. Forster, M. Toenjes, J.J. Fischer, C. Grimm, J. Schlesinger, S. Just, I. Dunkel, T. Krueger, S. Mebus, H. Lehrach, R. Lurz, J. Gobom, W. Rottbauer, S. Abdelilah-Seyfried, and S. Sperling, Regulation of muscle development by DPF3, a novel histone acetylation and methylation reader of the BAF chromatin remodeling complex. Genes & Development, Sep 1, 2008; 22 (17): 2370-2384, doi:10.1101/gad.471408
Kontakt (Pressestelle):
Dr. Patricia Marquardt
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik
Ihnestr. 63-73
14195 Berlin
Tel.: +49 30 8413-1716
Fax: +49 30 8413-1671
Email: patricia.marquardt@molgen.mpg.de

Dr. Patricia Marquardt | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.molgen.mpg.de/~heart/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie