Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gene und Proteine erklären nicht alles

09.11.2009
Neue Tübinger Erkenntnisse verändern die Sicht der klassischen Genetik

Andreas Wachter, seit 2009 Emmy Noether-Forschungsgruppenleiter am Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP) der Universität Tübingen, untersucht molekulare Regulationsmechanismen in zentralen biologischen Prozessen. Er überträgt neueste Erkenntnisse aus der Forschung an Bakterien erstmals auf Pflanzenzellen und betont die Bedeutung der Ribonukleinsäure (RNA) bei diesen lebenswichtigen Prozessen.

Wachter untersucht die RNA an einem klassischen Mechanismus, dem sogenannten "Spleißen", bei dem bestimmte Abschnitte aus den RNA-Molekülen ausgeschnitten und die Informationen komprimiert werden. Bisher wurde angenommen, dass die komplexe und überlebenswichtige Aufgabe der Regulation des Spleißens nur von speziellen Proteinen geleistet werden kann. Wachter stellt diese klassische Interpretation in Frage: "Eine sehr elegante Lösung wäre es, wenn die RNA den Prozess des Spleißens direkt beeinflussen kann, ohne erst den Umweg über Proteine zu gehen." Als Postdoc erforschte Wachter diesen Prozess des "Alternativen Spleißen" in der auf dem Gebiet sogenannter RNA-Schalter weltweit führenden Arbeitsgruppe von Ronald Breaker an der renommierten Yale University in Connecticut, USA.

RNA-Schalter auch in Pflanzen

Wachter ist einer der ersten, der diese an Bakterien erforschten Mechanismen auf höhere Organismen überträgt und in Pflanzenzellen untersucht. Dabei konnte er bereits zwei neue Klassen von RNA-Schaltern beschreiben. "Die Rolle der RNA für die Lebensprozesse in der Zelle wurde lange Zeit völlig unterschätzt! Es werden vermutlich sehr viel mehr Prozesse als wir bisher ahnen von der RNA selbst gesteuert." Die für eine Erforschung der komplexen Strukturen erforderlichen Techniken hat sich Wachter in Amerika angeeignet und kann diese nun in Tübingen einsetzen. Dabei setzt er auf die Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen am Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP) und dem benachbarten Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie.

Viele Wissenschaftler betrachten die RNA nur als einen notwendigen Zwischenschritt, um die Erbinformation der DNA aus dem Zellkern zu übersetzen in Proteine, die in der Zelle alle lebenswichtigen Funktionen erfüllen. Viel mehr als eine solche Matrizenfunktion hat man der RNA lange nicht zugetraut, zumal sie mit ihren vier Bausteinen in einem Einzelstrang geradezu primitiv erscheint gegenüber den hochkomplexen und spezialisierten Strukturen, in denen Proteine in der Zelle vorkommen.

Wachter betrachtet die RNA nicht nur in ihrer eindimensionalen Abfolge der Basen auf einem Einzelstrang, sondern untersucht auch deren Struktur in der zweiten und dritten Dimension. Und in dieser räumlichen Betrachtung entpuppt sich der vermeintliche Nachteil der RNA, die im Gegensatz zur Doppelhelix der DNA nur aus einem einzelnen Strang besteht, plötzlich als enormer Vorteil: Die Ausbildung von räumlichen Strukturen ist im Einzelstrang sehr viel ein-facher möglich. Und diese Faltungen der RNA vervielfachen die Möglichkeiten für Interaktionen mit anderen Molekülen - und mit sich selbst.

Durch die Faltung der RNA in dreidimensionale Strukturen wird ein effizienter Regulationsmechanismus in vielen Auf- und Abbauprozessen der Zelle möglich: Die RNA muss nicht auf Proteine warten, sondern kann die Prozesse durch spezielle Faltungen selbst regulieren und über unterschiedliche Strukturen verschiedene Reaktionsabläufe in der Zelle selbst steuern. Wachter sagt für die Zukunft voraus: "Die bisherigen Arbeiten wiesen das enorme Potenzial von RNA in vielen zellulären Prozessen nach. Ich bin mir sicher, dass dieses Potenzial in allen Lebewesen sehr viel stärker genutzt wird, als bisher angenommen."

Entwicklung von Antibiotika

Der Einfluss der RNA-Struktur auf die Steuerung von Prozessen in den Zellen wird weltweit intensiv erforscht, da man neben dem grundlegenden Verständnis biologischer Prozesse auch das große Potential zur Entwicklung neuer Antibiotika erkannt hat: Ein Mechanismus, der so effizient die Regulation von lebenswichtigen Prozessen steuert, kann, so erwarten die Forscher, gezielt verändert und gegen zunehmend resistente Bakterienstämme eingesetzt werden.

Bildmaterial
online zum download unter http://www.zmbp.uni-tuebingen.de, dort weiter unter News.
Über Dr. Andreas Wachter
Andreas Wachter studierte Biologie mit einem Fokus auf Molekularbiologie, Botanik und Ökologie an der Universität Heidelberg. Nach einer Promotion auf dem Gebiet der molekularen Pflanzenwissenschaften in Heidelberg im Jahr 2004 folgten ein dreimonatiges Forschungsprojekt an der Harbin Universität in China sowie zwei Jahre als Postdoc an der Yale Universität, USA. Ab Sommer 2007 führte Wachter seine Forschung am Heidelberger Institut für Pflanzenwissenschaften fort und leitet seit 2009 eine Emmy Noether-Forschungsgruppe zum Thema "Alternatives Spleißen in Pflanzen" am Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen an der Universität Tübingen.

Kontakt:

Dr. Andreas Wachter
Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP)
Auf der Morgenstelle 28
72076 Tübingen
Allgemeine Genetik
Tel.: (07071) 29-76149
Fax: (07071) 29-5042
awachter[at]zmbp.uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.zmbp.uni-tuebingen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistente Erreger in Haushaltsgeräten
16.02.2018 | Hochschule Rhein-Waal

nachricht Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt
16.02.2018 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

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: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics