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 Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise