Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Teil im Puzzle der Epigenetik gefunden

16.06.2009
Forscher des Helmholtz Zentrums München entschlüsseln Mechanismus zur Feinregulation der RNA-Synthese

Wissenschaftler um Prof. Dirk Eick vom Helmholtz Zentrum München haben das Enzym TFIIH-Kinase als einen wichtigen Faktor bei der epigenetischen Regulation des Zellkern-Enzyms RNA-Polymerase II identifiziert.

Die kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Molecular Cell publizierten Ergebnisse bilden einen weiteren Baustein, um die Entstehungsmechanismen von Krebs und anderen Erkrankungen besser zu verstehen.

Schon seit vielen Jahren ist bekannt, dass die Vielzahl der biologischen Funktionen eines Organismus nicht nur durch die bloße DNA-Sequenz seiner Gene kontrolliert wird: Es existieren übergeordnete Regulationsmechanismen, die das Schicksal der Gene mitbestimmen und die - obwohl nicht im Erbgut verankert - in gewissem Umfang sogar an nachfolgende Generationen weitergegeben werden können. Diese unter dem Begriff Epigenetik zusammengefassten Mechanismen sind - wie man dank intensiver Forschung der letzten Jahre weiß - sehr vielfältig und komplex.

Prof. Dirk Eick und Mitarbeiter vom Institut für Klinische Molekularbiologie und Tumorgenetik des Helmholtz Zentrums München haben nun zusammen mit Kollegen der Universität Wisconsin-Madison/USA ein weiteres Puzzleteil der epigenetischen Regulation identifiziert: Sie konnten zeigen, dass das Enzym TFIIH-Kinase an der epigenetischen Regulation beteiligt ist.

Die Wissenschaftler interessierten sich für die Feinregulation des Zellkern-Enzyms RNA-Polymerase II. Dieses überträgt die genetische Information der Erbsubstanz DNA in eine Boten-RNA - die so genannte messenger-RNA oder kurz mRNA -, die ihrerseits die Basis für die Synthese von Proteinen ist. Gleichzeitig ist die RNA-Polymerase II aber auch für die Herstellung anderer Arten von RNA-Molekülen, den so genannten snRNA, zuständig, die nicht in Proteine übersetzt werden, sondern andere Aufgaben übernehmen. In früheren Arbeiten hatten Eick und seine Kollegen beobachtet, dass eine bestimmte Region des RNA-Polymerase II-Enzyms - die so genannte carboxyterminale Domäne - darüber mitentscheidet, welche RNA-Arten gebildet werden. Beim Menschen besteht diese Domäne aus 52 Wiederholungen einer Sequenz von sieben Aminosäuren. Für die RNA-Synthese ist ausschlaggebend, ob und wie bestimmte Aminosäuren dieses Bereichs biochemisch modifiziert sind.

So ist es für die Synthese der snRNA zwingend notwendig, dass die Aminosäure Serin an Position 7 der sich wiederholenden Sequenz mit einer zusätzlichen Phosphatgruppe ausgestattet ist. Fehlt diese, wird zwar mRNA, aber keine snRNA hergestellt. Grund dafür ist vermutlich, dass diese Phosphorylierung die Wechselwirkung mit einem Proteinkomplex - dem so genannten Integrator-Komplex - ermöglicht, der für die snRNA-Bildung notwendig ist. Mit anderen Worten: Die Modifizierung des Enzyms RNA-Polymerase II an definierten Positionen regelt, ob dieses Enzym bestimmte Arten von RNA-Molekülen herstellen kann oder nicht.

In ihrer neuesten Arbeit konnten die Wissenschaftler um Dirk Eick nun zeigen, dass das Enzym TFIIH-Kinase für die selektive Phosphorylierung der RNA-Polymerase II verantwortlich ist. "Damit ist ein weiterer Baustein identifiziert, der bei der epigenetischen Regulation durch die RNA-Polymerase II eine zentrale Rolle spielt", sagt Prof. Eick. "Dies ist von großer Bedeutung, denn die Kenntnis der epigenetischen Mechanismen ist notwendig, um Krebs und andere Erkrankungen besser verstehen und gezielter behandeln zu können."

Originalpublikation:

Md. Sohail Akhtar, Martin Heidemann, Joshua R. Tietjen, David W. Zhang, Rob D. Chapman, Dirk Eick, Aseem Z. Ansari (2009): TFIIH Kinase Places Bivalent Marks on the Carboxy-Terminal Domain of RNA Polymerase II. Molecular Cell 34, 387-393 (Online-Publikation:I DOI 10.1016/j.molcel.2009.04.016)

Das Institut für Klinische Molekularbiologie und Tumorgenetik des Helmholtz Zentrums München beschäftigt sich mit genetischen Veränderungen in der Zelle, die im Verlauf der malignen Entartung entstehen und ursächlich mit der Entwicklung hin zur Tumorzelle verbunden sind. Zentrales Ziel ist es, über die Erkenntnisse der Grundlagenforschung hinaus Fortschritte für die Therapie maligner Erkrankungen zu erzielen und Vektoren für die Gentherapie zu entwickeln.

Das Helmholtz Zentrum München ist das deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Als führendes Zentrum mit der Ausrichtung auf Environmental Health erforscht es chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1680 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus. Das Helmholtz Zentrum München gehört der größten deutschen Wissenschaftsorganisation, der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 15 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit insgesamt 26500 Beschäftigten zusammengeschlossen haben.

Michael van den Heuvel | idw
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten