Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

MDC-Wissenschaftler zeigen, wie die Entwicklung von Blutstammzellen gesteuert wird

05.10.2009
Ob aus einer Blutstammzelle bei der Zellteilung erneut eine Stammzelle entsteht, oder ob sich aus ihr die verschiedenen Blutzellen entwickeln, hängt von einem chemischen Vorgang ab, der in der Fachsprache DNA-Methylierung genannt wird.

Das haben jetzt Forscherinnen aus dem Labor von Dr. Frank Rosenbauer vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch in Zusammenarbeit mit dem Labor von Prof. Sten Eirik W. Jacobsen (Universität Lund, Schweden und Universität Oxford, England) zeigen können. Weiter wiesen sie nach, dass die DNA-Methylierung auch bei Krebsstammzellen eine entscheidende Rolle spielt (Nature Genetics, online, doi:10.1038/ng.463)*.

Eine Gruppe von drei Enzymen, die DNA-Methyltransferasen (Dnmt), kontrolliert das Anhängen von Methylgruppen an die DNA (DNA-Methylierung). Eines dieser Enzyme, das Dnmt1, ist verantwortlich dafür, dass die Markierungen mit den Methylgruppen, die DNA-Methylierungsmuster, erhalten bleiben. Die Verteilung der Methylgruppen auf der DNA entscheidet, welche Gene abgelesen und welche blockiert werden. Forscher sprechen in diesem Zusammenhang von epigenetischen Informationen, im Gegensatz zu genetischen Informationen.

Ob die DNA-Methylierung allerdings eine besondere Rolle in der Kontrolle von Blutstammzelleigenschaften spielt, war bisher unklar. Aus Blutstammzellen bilden sich sämtliche Blutzellen des Körpers. Da Blutzellen nur eine begrenzte Lebensdauer haben, muss der Körper immer wieder neue Blutzellen bilden. Das Reservoir dafür bilden die Blutstammzellen. Um zu sehen, welche Aufgabe die DNA-Methylierung bei Blutstammzellen hat, schalteten die beiden Doktorandinnen Ann-Marie Bröske und Lena Vockentanz aus dem MDC-Forschungslabor von Dr. Rosenbauer in Mäusen das Enzym Dnmt1 aus. Es zeigte sich, dass die Tiere aufgrund einer komplett gestörten Stammzellfunktion nicht lebensfähig waren.

Sorgten die Forscherinnen hingegen dafür, dass die Blutstammzellen noch etwas Dnmt1 bildeten, blieben die Tiere am Leben, die Stammzellen büßten aber ihr Potential der Selbsterneuerung ein. Auch konnten die Blutstammzellen keine B-Zellen und nur eingeschränkt T-Zellen (Blutzellen des lymphatischen Systems und wichtige Zellen des Immunsystems) bilden, dafür aber beispielsweise rote Blutzellen, die für den Sauerstofftransport wichtig sind und zu den Blutzellen des myeloerythoiden Systems gezählt werden. Mit anderen Worten, die Höhe der DNA-Methylierung reguliert, welche Blutzelllinien sich aus einer Blutstammzelle entwickeln oder nicht.

Krebsstammzellen
Methylierungsvorgänge spielen auch eine Rolle bei sehr vielen Krebserkrankungen. Die DNA-Methylierung durch das Enzym Dnmt1 kontrolliert, wie die MDC-Forscherinnen weiter zeigen konnten, auch die Entwicklung von Blutkrebsstammzellen. Ist die DNA-Methylierung sehr gering, können sich die Krebsstammzellen nur eingeschränkt selbst erneuern. Außerdem ist die Bildung von Leukämiezellen der B-Zell-Linie (akute B-Zell-Leukämie -ALL) blockiert.

Die Frage ist, ob erkrankte Stammzellen möglicherweise durch eine Blockade des Enzyms Dnmt1, ausgeschaltet werden können. Das will Dr. Rosenbauer in einem weitergehenden Projekt mit seinen Mitarbeiterinnen genauer untersuchen.

*DNA methylation protects hematopoietic stem cell multipotency from myeloerythroid restriction
Ann-Marie Bröske1*, Lena Vockentanz1*, Shabnam Kharazi2, Matthew R. Huska1, Elena Mancini3, Marina Scheller1, Christiane Kuhl1, Andreas Enns1, Marco Prinz4, Rudolf Jaenisch5, Claus Nerlov3, Achim Leutz1, Miguel A. Andrade-Navarro1, Sten Eirik W. Jacobsen2,6 and Frank Rosenbauer1
1 Max Delbrück Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany
2 Hematopoietic Stem Cell Laboratory, Lund Strategic Research Center for Stem Cell Biology and Cell Therapy, Lund University, Lund, Sweden
3 European Molecular Biology Laboratory, Mouse Biology Unit, Monterotondo, Italy
4 Department of Neuropathology, University of Freiburg, Freiburg, Germany
5 The Whitehead Institute, 9 Cambridge Center, Cambridge, MA, USA
6 Haematopoietic Stem Cell Laboratory, Weatherall Institute of Molecular Medicine, John Radcliffe Hospital, University of Oxford, Oxford, England.

*These authors contributed equally to this work

Barbara Bachtler
Pressestelle
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch
Robert-Rössle-Straße 10
13125 Berlin
Tel.: +49 (0) 30 94 06 - 38 96
Fax: +49 (0) 30 94 06 - 38 33
e-mail: presse@mdc-berlin.de

Barbara Bachtler | idw
Weitere Informationen:
http://www.mdc-berlin.de/
http://www.medfak.lu.se/stemcellcenter/hemat_stc_lab.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften