Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Wachstumsregulator entdeckt

05.03.2010
Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Altersforschung in Jena finden in Krebszellen eine besondere Variante eines Genschalters, die das Zellwachstum fördert. Diese verlängerte Variante des Transkriptionsfaktors C/EBPalpha ist vermutlich an der Krebsentstehung beteiligt.

Krebs ist nach den Herzkreislaufkrankheiten die häufigste Todesursache in den Industrieländern. Verursacht wird diese Krankheit durch die unkontrollierte Vermehrung von Krebszellen. Diese teilen sich rasch und lassen sich dabei nicht bremsen. Vor jeder Zellteilung müssen sie jedoch an Masse zunehmen, also wachsen. Wie diese Zellwachstumsprozesse reguliert werden, ist bisher noch kaum bekannt.

Wissenschaftler der Arbeitsgruppe von Dr. Cornelis Calkhoven vom Leibniz-Institut für Altersforschung, Fritz-Lipmann-Institut, in Jena haben nun einen neuen Regulator zur Steuerung des Zellwachstums entdeckt. Dieser Regulator ist eine verlängerte Variante eines speziellen Transkriptionsfaktors: C/EBPalpha. Ein Transkriptionsfaktor ist eine Art Genschalter, der beim Ablesen der DNA bestimmt, wann und wo welche genetische Information abgelesen wird. Die Abkürzung C/EBP steht für "CCAAT/Enhancer-Binding-Proteine" und umfasst eine Familie von Transkriptionsfaktoren, die bestimmte Organfunktionen genetisch regulieren. Dieser Transkriptionsfaktor C/EBPalpha kommt in der Zelle in drei verschiedenen Varianten vor: einer Hauptform, sowie einer kürzeren und einer längeren Version.

Die Hauptform von C/EBPalpha wirkt als Tumorsuppressor. Sie behindert die Zellteilung und verhindert damit die Krebsbildung. Die Kurzversion wirkt als Gegenspieler dieser zellteilungshemmenden Hauptform und fördert damit die Krebsentstehung. "Wir haben nun die verlängerte Variante von C/EBPalpha untersucht und dabei herausgefunden, dass die Langversion das Größenwachstum der Zellen fördert", so Projektleiterin Dr. Christine Müller. "Diese Langform des Genregulators regt die Zellen dazu an, vermehrt Ribosomen zu bilden und zu wachsen", erklärt die wissenschaftliche Mitarbeiterin weiter. Ribosomen sind die Proteinfabriken der Zellen. Durch die vermehrte Bildung dieser Zellorganellen steigt die Proteinproduktion in den Zellen stark an. Da die Proteine den Hauptbestandteil der Zellen ausmachen, ist dieser Zuwachs an Masse auch mikroskopisch sichtbar.

"Die Langversion von C/EBPalpha wird verstärkt in Leukämiezellen gebildet", bestätigt Gruppenleiter Calkhoven. Der niederländische Wissenschaftler vermutet daher, dass die verlängerte Variante dieses Transkriptionsfaktors eine Rolle bei der Krebsentstehung spielt. "Wenn die Krebszellen vor ihrer Teilung und Vermehrung nicht an Masse zunehmen würden, müssten ihre Nachkommen immer kleiner werden", so Calkhoven. Daher ist das Zellwachstum eine wesentliche Voraussetzung der Zellteilung und spielt in Krebsentstehungsprozessen eine wichtige Rolle.

"Bisher hat sich die Krebsforschung hauptsächlich mit der Regulation von Zellteilungsprozessen beschäftigt. Die zelluläre Steuerung von Zellwachstumsprozessen fand dabei kaum Beachtung. Wir gehen aber davon aus, dass die Regulierung von Zellwachstumsprozessen bei der Krebsentstehung eine wichtige Rolle spielt", erklärt Müller die bestehende Forschungslücke. Doch wie kommt es in den Zellen zu einem Zuwachs an Masse? "Wie bereits erwähnt ist dafür die vermehrte Produktion von Ribosomen verantwortlich, die als Proteinfabriken für die Herstellung von Eiweißmolekülen in den Zellen zuständig sind", verdeutlicht die Biologin.

Das deutsch-niederländische Forscherpaar konnte nun den genetisch-biomolekularen Mechanismus aufdecken, durch den die lange C/EBPalpha-Variante die Ribosomenproduktion und somit das Zellwachstum antreibt. "Die Langform kann als einzige der C/EBPalpha-Varianten in den Nukleolus gelangen und dort an andere Nukleolusproteine andocken", so die Wissenschaftler. Der Nukleolus ist eine hüllenlose Untereinheit des Zellkerns, die auch Kernkörperchen genannt wird und für die Synthese ribosomaler RNA verantwortlich ist.

Die Arbeitsgruppe des Niederländers konnte zeigen, dass die verlängerte C/EBPalpha-Variante das Ablesen so genannter ribosomaler RNA-Gene verstärkt. Diese Gene tragen Informationen für die Synthese von ribosomaler Ribonukleinsäure (rRNA), die als limitierender Faktor für die Produktion von Ribosomen entscheidend ist. Das verstärkte Ablesen dieser ribosomalen RNA-Gene forciert den Bau solcher Proteinfabriken und steigert damit die Produktion von Proteinen. Diese Überproduktion an Proteinen verstärkt das Zellwachstum und kann damit auch die Zellteilungsrate fördern.

"Da die verlängerte C/EBPalpha-Variante verstärkt in bestimmten Blutkrebszellen gebildet wird, vermuten wir, dass neben der Kurzform auch die Langform die Krebsentstehung fördern kann", so Christine Müller. "Mit dem Nachweis, dass diese Langform im Nukleolus andockt und dort den Bau von zelleigenen Proteinfabriken vorantreibt, ist es uns gelungen, ein wichtiges Puzzlestück bei der Regulation des Zellwachstums zu liefern. Mit diesem Befund können wir auch der Krebsforschung neue Impulse geben", sagt Calkhoven.

Kontakt:
Dr. Cornelis Calkhoven
Leibniz-Institut für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI)
Beutenbergstr. 11, D-07745 Jena
Tel. +49 3641 656005, Fax +49 3641 656010, calkhoven@fli-leibniz.de
Originalveröffentlichung:
Nucleolar retention of a translational C/EBPalpha isoform stimulates rDNA transcription and cell size
Müller C, Bremer A, Schreiber S, Eichwald S, Calkhoven CF
EMBO Journal 2010, 29, 897-909

Dr. Eberhard Fritz | idw
Weitere Informationen:
http://www.fli-leibniz.de
http://www.fli-leibniz.de/groups/calkhoven.php

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie
15.12.2017 | Universität Leipzig

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

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: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik