Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Webtool vereinfacht die Vorhersage von Regelnetzwerken in Bakterien

30.08.2013
Von der Verwandtschaft lernen

Raus aus dem Labor, ran an den Rechner: Bioinformatikerinnen und Bioinformatiker aus Freiburg haben ein Computerprogramm entwickelt, mit dem man die Funktion von Genregulatoren in Bakterien vorhersagen kann.

Das Programm könnte im Labor viel Arbeit ersparen. Die Online-Software CopraRNA kann mit großer Genauigkeit ermitteln, welche Gene in Bakterien von bestimmten Regulatoren gesteuert werden.

Die Forscherinnen und Forscher der Arbeitsgruppen für Genetik und experimentelle Bioinformatik von Prof. Dr. Wolfgang Hess und für Bioinformatik von Prof. Dr. Rolf Backofen, Mitglied des Exzellenzclusters BIOSS Centre for Biological Signalling Studies, haben in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jörg Vogel, Universität Würzburg, viele verwandte Bakterien in ihren Regulationsmechanismen verglichen.

Erst dieser Vergleich erlaubt es dem neu entwickelten Computerprogramm CopraRNA, aus mehr als 4.000 Genen diejenigen herauszufiltern, die von einem Regulator angesteuert werden. Das Programm, das die Forscher in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences” vorstellen, macht aufwendige Tests im Labor überflüssig und vereinfacht die Suche nach bakteriellen Regulatoren. Wenn man die Funktion dieser Moleküle versteht, kann man sie verwenden, um in der Medizin Erreger zu bekämpfen oder Bakterien in der Biotechnologie nutzbar zu machen.

Im Unterschied zu den meisten Molekülen, die Zellen steuern, sind die untersuchten Regulatoren keine Eiweiße: Es sind RNA-Moleküle. Die Ribonukleinsäure besteht ähnlich der DNA aus einem Vierercode von Nukleinbasen, die mit einem Zucker- und Phosphatrückgrat eine Kette bilden. Bisher war die RNA als Arbeitskopie der DNA für die Proteinsynthese bekannt. Aus den hier vorgestellten RNA-Molekülen werden keine Proteine hergestellt. Sie heißen daher nicht-kodierende RNA-Moleküle oder ncRNA. Seit kurzem weiß man: Diese Moleküle spielen eine wichtige Rolle im Signalnetzwerk der Zelle, zum Beispiel wenn das Bakterium auf äußere Einflüsse reagiert. Als Regulator bindet die RNA an viele verschiedene Gene der Bakterienzelle und steuert so die Synthese von Proteinen.

Tausende neu entdeckte ncRNA Regulatoren stellen eine neue Art Steuerungswerkzeug in der Bakterienzelle dar. Ihre Funktion zu erkunden ist im Labor mühsam: Viele umfangreiche Tests sind notwendig, um Gensequenzen zu bestimmen, mit denen sie in Kontakt treten. Einfacher ist es, wenn man die Moleküle so versteht, dass man anhand ihrer Struktur vorhersagen kann, welche Gene sie an- und ausschalten. Zu diesem Zweck haben die Bioinformatiker im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundes „ebio: RNAsys – Systembiologie der RNA“ die Software CopraRNA entwickelt. Forscher geben nur die Sequenz der RNA-Kette von mindestens drei Bakterienarten auf der Webseite http://rna.informatik.uni-freiburg.de/CopraRNA/ ein und erfahren mögliche Funktionen. Ob die Vorhersage zutrifft, muss dann im Labor getestet werden.

Originalveröffentlichung:
Wright, P.R., Richter, A.S., Papenfort, K., Mann, M., Vogel, J., Hess, W.R., Backofen, R., and Georg, J. (in press). Comparative genomics boosts target prediction for bacterial small RNAs. Proc Natl Acad Sci USA. August 26, 2013 Early Edition doi:10.1073/pnas.1303248110
Link zum Webtool:
http://rna.informatik.uni-freiburg.de/CopraRNA/

Kontakt:
Dr. Jens Georg
Lehrstuhl für Genetik und experimentelle Bioinformatik
Fakultät für Biologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203- 2708
E-Mail: jens.georg@biologie.uni-freiburg.de
Prof. Dr. Rolf Backofen
Lehrstuhl für Informatik
Technische Fakultät
BIOSS Centre for Biological Signalling Studies
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203- 7460
E-Mail: backofen@informatik.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | Uni Freiburg im Breisgau
Weitere Informationen:
http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2013/pm.2013-08-30.228
http://www.rna.informatik.uni-freiburg.de/CopraRNA/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Mechanismus der Gen-Inaktivierung könnte vor Altern und Krebs schützen
23.02.2017 | Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)

nachricht Alge im Eismeer - Genom einer antarktischen Meeresalge entschlüsselt
23.02.2017 | Universität Konstanz

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: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie