Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neil-Proteine helfen beim Entfernen epigenetischer Markierungen

12.01.2016

Wissenschaftler am Institut für Molekulare Biologie erforschen Prozess der DNA-Demethylierung

Wissenschaftler am Institut für Molekulare Biologie (IMB) in Mainz haben ein fehlendes Puzzleteil entdeckt, das erklärt, wie epigenetische Markierungen von der DNA entfernt werden. Die aktuelle Forschung zur sogenannten DNA-Demethylierung gibt Aufschluss über einen Prozess, der in der menschlichen Entwicklung und bei Krankheiten wie Krebs eine fundamentale Rolle spielt.

Das Fachgebiet der Epigenetik beschäftigt sich mit vererbbaren Veränderungen in der Genexpression, die nicht von Änderungen in der DNA-Sequenz selbst herrühren. Epigenetische Prozesse spielen eine zentrale Rolle bei einer Reihe von Krankheiten, etwa bei kardiovaskulären und neurodegenerativen Erkrankungen ebenso wie bei Krebs.

Ein bedeutender epigenetischer Prozess ist die DNA-Methylierung, bei der eine der vier Basen der DNA durch Anhängen einer Methylgruppe markiert wird. Üblicherweise resultiert eine DNA-Methylierung in reduzierter Aktivität der benachbarten Gene.

Wie Methylmarker an die DNA angeheftet werden, ist bereits gut erforscht. Aber wie die Markierungen im Prozess der DNA-Demethylierung wieder entfernt und somit Gene reaktiviert werden, ist noch nicht vollständig verstanden.

In ihrer aktuellen Studie im Fachjournal Nature Structural and Molecular Biology stellen Wissenschaftler des IMB mit Neil1 und Neil2 zwei Proteine vor, die für die Demethylierung der DNA wichtig sind. "Diese Proteine sind ein fehlendes Bindeglied in der Kette der Ereignisse, die erklären, wie DNA effizient demethyliert werden kann", erklärt Lars Schomacher, Erstautor des Aufsatzes.

Interessanterweise sind bei der DNA-Demethylierung Proteine beteiligt, die auch bei der DNA-Reparatur zum Einsatz kommen. Somit sind epigenetische Genregulation und Genomstabilität miteinander verknüpft. Schomacher und seine Kollegen haben nun mit Neil1 und Neil2 zwei weitere Reparaturfaktoren identifiziert, die nicht nur die Integrität der DNA schützen, sondern auch an der DNA-Demethylierung beteiligt sind. Die Forscher konnten zeigen, dass mithilfe der Neil-Proteine die Aktivität eines weiteren Proteins, Tdg, verstärkt wird. Tdg ist als zentrales Enzym der DNA-Demethylierung bekannt.

Sowohl die Neil-Proteine als auch Tdg sind essenziell für die Embryonalentwicklung. Schomacher et al. führten Experimente durch, in denen sie Froschembryonen in einem frühen Entwicklungsstadium jeweils eines dieser Proteine entfernten. Sie fanden heraus, dass die Embryonen in der Folge gravierende Probleme in der Entwicklung aufwiesen und noch vor Erreichen des Erwachsenenalters starben.

Fehler beim Anheften und Entfernen von Methylmarkern an die DNA führen generell zu Störungen in der Entwicklung und zu Krebs, bei dem Zellen entarten und sich unkontrollierbar vermehren. Die Entschlüsselung der Proteine, die an der DNA-Demethylierung beteiligt sind, wird zum Verständnis dieser und anderer Krankheiten beitragen und möglicherweise neue Behandlungswege eröffnen.

Veröffentlichung:
Schomacher L*, Han D*, Musheev MU*, Arab K, Kienhöfer S, von Seggern A and Niehrs C (2016). Neil DNA glycosylases promote substrate turnover by Tdg during DNA demethylation. Nature Struct Mol Biol, DOI: 10.1038/nsmb.3151 [Epub ahead of print]. (* indicates equal contribution)

Weitere Informationen über die Forschung der Niehrs-Gruppe unter: http://www.imb.de/niehrs.


Das Institut für Molekulare Biologie (IMB) gGmbH

Das Institut für Molekulare Biologie gGmbH (IMB) ist ein Exzellenzzentrum der Lebenswissenschaften, das 2011 gegründet wurde. Die Forschung am IMB konzentriert sich auf drei topaktuelle Gebiete: Epigenetik, Entwicklungsbiologie und Genomstabilität. Das Institut ist ein Paradebeispiel für eine erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen öffentlichen Einrichtungen und einer privaten Stiftung. Die Boehringer Ingelheim Stiftung hat 100 Millionen Euro für einen Zeitraum von zehn Jahren bereitgestellt um die laufenden Kosten für die Forschung am IMB zu decken, das Land Rheinland-Pfalz noch einmal ca. 50 Millionen Euro für den Bau des hochmodernen Forschungsgebäudes auf dem Campus der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
Weitere Informationen zum IMB finden unter http://www.imb.de.

Die Boehringer Ingelheim Stiftung

Die Boehringer Ingelheim Stiftung ist eine rechtlich selbstständige, gemeinnützige Stiftung und fördert die medizinische, biologische, chemische und pharmazeutische Wissenschaft. Eingerichtet wurde sie 1977 von Hubertus Liebrecht, einem Mitglied der Gesellschafterfamilie des Unternehmens Boehringer Ingelheim. Mit ihrem Perspektiven-Programm "Plus 3" und den "Exploration Grants" für selbstständige Nachwuchswissenschaftler fördert sie bundesweit exzellente unabhängige Nachwuchsforschergruppen. Sie dotiert den internationalen Heinrich-Wieland-Preis sowie Preise für Nachwuchswissenschaftler. Die Boehringer Ingelheim Stiftung fördert für zehn Jahre den wissenschaftlichen Betrieb des 2011 eingeweihten Instituts für Molekulare Biologie (IMB) an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz mit 100 Millionen Euro. Seit 2013 fördert sie ebenfalls über zehn Jahre die Lebenswissenschaften an der JGU mit insgesamt 50 Millionen Euro.
Weitere Informationen zur Boehringer Ingelheim Stiftung unter http://www.boehringer-ingelheim-stiftung.de.

Weitere Informationen:

http://www.uni-mainz.de/presse/74139.php - Pressemitteilung ;
http://www.nature.com/nsmb/journal/vaop/ncurrent/full/nsmb.3151.html - Veröffentlichung ;
http://www.imb.de - Institut für Molekulare Biologie (IMB)

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Biologie IMB Johannes Gutenberg-Universität Mainz Krebs Markierungen dna

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufschlussreiche Partikeltrennungen
20.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Bildgebung von entstehendem Narbengewebe
20.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

RWI/ISL-Containerumschlag-Index bleibt aufwärts gerichtet

20.07.2017 | Wirtschaft Finanzen