Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovative Methode: Forscher der TU Kaiserslautern finden neues DNA-Reparatur-Protein

18.10.2016

In gesunden Zellen sorgt eine Reihe von Reparatursystemen dafür, dass DNA-Schäden rasch behoben werden und Zellen sich richtig teilen können. Fehler dabei können etwa zu Krebs führen. An der TU Kaiserslautern arbeiten Molekulargenetiker um Dr. Markus Räschle daran, diese Reparaturprozesse genau zu verstehen. Mit Forschern am Max-Planck-Institut für Biochemie und an der Universität Kopenhagen haben sie mittels einer neuen Technik ein weiteres DNA-Reparatur-Protein entdeckt, das bei DNA-Schäden Alarm schlägt. So könnte das Protein dazu beitragen, die Entstehung von Krebs in gesunden Zellen zu verhindern. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Cell Biology“ veröffentlicht.

Teilt sich eine Zelle, gibt sie ihr genetisches Material zu gleichen Teilen an ihre beiden Tochterzellen weiter. Die DNA muss sich dazu zunächst verdoppeln. Dabei sorgt eine Vielzahl von Proteinen dafür, dass alles in geregelten Bahnen verläuft. Zahlreiche Reparaturmechanismen stellen sicher, dass DNA-Schäden während der Verdopplung des Erbgutes sofort entfernt werden. Kommt es hierbei zu Fehlern, können Krebserkrankungen die Folge sein.


Die Abbildung zeigt die Wirkweise des neu identifizierten Proteins. Es verbindet die ATR-Kinase mit einem Protein namens RPA, das einzelsträngige DNA aufspürt. So können DNA-Schäden behoben werden.

Räschle

„Ein Beispiel ist der genetisch veranlagte Brustkrebs, bei dem ein solcher Reparaturfaktor inaktiviert ist“, sagt Dr. Markus Räschle, der am Lehrstuhl für Molekulare Genetik bei Professorin Dr. Zuzana Storchová und am Lehrstuhl für Biotechnologie und Systembiologie bei Professor Dr. Michael Schroda an der TU Kaiserslautern forscht. „Wir möchten herausfinden, wie viele und welche Proteine an den komplexen Mechanismen der DNA-Reparatur beteiligt sind.“

Dazu erforschen Räschle und seine Kollegen das sogenannte Proteom, die Gesamtheit aller Proteine einer Zelle. Experten sprechen bei diesem Forschungszweig von Proteomik. „Mit Hilfe der Massenspektrometrie ermitteln wir die genaue Menge und Masse von Molekülen“, erklärt der Forscher. „Damit können wir Tausende von Proteinen einer Probe exakt bestimmen.“

In den vergangenen Jahren hat Räschle im Labor von Professor Dr. Matthias Mann – einem der führenden Experten für Proteomik – am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried ein Verfahren entwickelt, welches erlaubt, alle Proteine eines beliebigen DNA-Reparaturprozesses gesamtheitlich zu analysieren.

„Mit herkömmlichen Techniken konnten wir bislang nur eine beschränkte Anzahl bekannter Reparaturfaktoren analysieren. Nun können wir auch neue Moleküle entdecken und anschließend untersuchen, wie sie untereinander wechselwirken“, so Räschle weiter, der diese Technik mit seinen Kollegen im letzten Jahr in der Fachzeitschrift „Science“ vorgestellt hat.

In der aktuellen Studie untersuchen sie mit diesem neuen Ansatz, welche Proteine bei der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen beteiligt sind. Neben vielen bekannten Reparaturfaktoren haben sie so auch ein bislang wenig charakterisiertes Protein entdeckt, das sogenannte Ewing Tumor-Associated Antigen 1 (ETAA1).

Zusammen mit Kollegen vom Zentrum für Proteinforschung der Universität Kopenhagen um Professor Niels Mailand und Peter Haahr, dem Erstautor der aktuellen Studie, zeigen sie, wie dieses Protein zur Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen beiträgt. „Es löst bei Fehlern ein Alarmsignal aus und sorgt so dafür, dass Schäden behoben werden“, erklärt Räschle. „Es bindet und aktiviert ein weiteres Protein, die ATR-Kinase, und hilft so, das Signal an andere Reparaturfaktoren in der Zelle weiterzuleiten.“

Erst im vergangenen Jahr haben Wissenschaftler aus Houston entdeckt, dass Mutationen im ETAA1-Gen mit einem erhöhten Pankreaskrebsrisiko einhergehen. „Die Erforschung der DNA-Reparaturprozesse auf molekularer Ebene kann uns so helfen“, so Räschle weiter, „die Ursachen verschiedener Krebs-Erkrankungen besser zu verstehen.“

Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Cell Biology“ publiziert: „Activation of the ATR kinase by the RPA-binding protein ETAA1“
DOI: 10.1038/ncb3422

Die Studie wurde vom Center For Integrated Protein Science Munich (CIPSM) finanziell unterstützt.

Fragen beantwortet:
Dr. Markus Räschle
Molekulare Genetik
Tel.: 0631 205-5919
E-Mail: markus.raeschle@biologie.uni-kl.de

Katrin Müller | Technische Universität Kaiserslautern
Weitere Informationen:
http://www.uni-kl.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscherteam der Universität Bremen untersucht Korallenbleiche
24.04.2017 | Universität Bremen

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

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: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung