Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Parasiten auf dem Sprung - Wie die Zelle mobile genetische Elemente unterdrückt

31.07.2009
Transposons sind mobile genetische Elemente im Erbmaterial des Menschen und anderer Organismen. Sie können sich vervielfältigen und immer wieder neu an unterschiedlichen Stellen des Genoms einbauen.

Weil dies dem gesamten Organismus gefährlich werden kann, sollen mehrere molekulare Mechanismen die Aktivität der Transposons unterdrücken. Ein Forscherteam um den Biochemiker Professor Klaus Förstemann vom Genzentrum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München konnte nun in der Taufliege Drosophila melanogaster eine neue Art der zellulären Abwehr gegen Gensequenzen nachweisen, die in hoher Kopienzahl vorliegen - selbst wenn diese noch nicht in das Genom eingebaut sind.

Kleine RNA-Moleküle, das sind dem DNA-Erbmolekül nahe verwandte Nukleinsäuren, spielen hier die Hauptrolle. "Transposons sind sozusagen die Parasiten des Genoms", sagt Förstemann. "Werden sie nicht in ihrer Ausbreitung unterdrückt, kann das Genom der Zelle instabil werden oder aber Krebs entstehen. Wir wollen jetzt testen, ob die neu entdeckte Abwehr auch in Säugerzellen auftritt und wie genau sie funktioniert." (EMBO online, 30. Juli 2009)

Die meisten höheren Organismen tragen in ihrem Genom einen großen Anteil an Transposons. Nach Schätzungen können diese mobilen Elemente mit einem oder mehreren Genen bis zur Hälfte des genetischen Materials ausmachen. "Das zeigt, dass die Zähmung der 'egoistischen' genetischen Elemente oft nicht sofort erfolgreich ist", meint Förstemann. Dabei gibt es äußerst effiziente Abwehrmaßnahmen. In den Keimzellen etwa, die für die Fortpflanzung benötigt werden, sorgt das System der sogenannten piRNAs für eine Unterdrückung der Transposons - aber nur wenn diese Moleküle von der Mutter weitergegeben werden. Kommt es dabei zu Störungen, ist die Fruchtbarkeit der Nachkommen meist drastisch vermindert.

Für die Zwecke der Transposons sind Keimzellen das optimale Ziel, weil diese ihr genetisches Material - mitsamt mobilen Elementen - an alle Zellen des Nachwuchses weitergeben. Aber auch normale Körperzellen können von Transposons "befallen" werden. Bestimmte Viren etwa tragen die mobilen Elemente im Genom und geben diese an ihre Wirtszellen weiter. Transposons müssen also auch in Körperzellen unterdrückt werden. Vor kurzem konnten in der Taufliege sogenannte endo-siRNAs nachgewiesen werden, die wohl eben diese Aufgabe übernehmen. In Mäusen wurde eine ähnliche Klasse von Molekülen gefunden.

Diese siRNAs ermöglichen es der Zelle, über den Prozess der RNA-Interferenz, gezielt die von den Transposons abgeleitete Boten-RNA zu erkennen und zu zerstören. In der vorliegenden Arbeit konnten die Forscher um Förstemann ein Protein nachweisen, das für die Erzeugung von endo-siRNAs essentiell ist: Dabei handelt es sich um eine bislang unbekannte Variante von "Loquacious". Dieses Protein kommt in Drosophila vor und kann bestimmte RNA-Moleküle binden, die als Vorläufer der endo-siRNAs dienen. Das Team konnte zudem eine echte Neuheit nachweisen: Die Unterdrückung der Transposons war auch dann nachweisbar, wenn mehrere Kopien der mobilen Elemente in der Zelle vorlagen, diese aber noch nicht in das Genom eingebaut waren.

Die erst seit relativ kurzer Zeit bekannte RNA-Interferenz hat sich als Forschungsgebiet bereits fest etabliert. Dank neuer Funde wird auch das bekannte Repertoire an kleinen RNAs immer größer. "Es ist deshalb sehr wichtig, jede Molekülklasse in ihrer Herstellung und spezifischen Funktion zu unterscheiden", betont Förstemann. "Das ist aber gar nicht so einfach, denn diese RNA-Moleküle sind in etwa gleich groß und chemisch extrem ähnlich. Wir werden jetzt testen, ob der Mechanismus, den wir in Drosophila gefunden haben, auch in Säugerzellen existiert. Außerdem wollen wir wissen, wie die Abwehrreaktion gezielt gegen die in hoher Kopienzahl vorliegenden Sequenzen gerichtet werden kann."

Das Projekt wurde im Rahmen des Exzellenzclusters "Center for Integrated Protein Science Munich" (CIPSM) durchgeführt. (suwe)

Publikation:
"Endo-siRNAs depend on a new isoform of loquacious and target artificially introduced, high-copy sequences"
Julia Verena Hartig, Stephanie Esslinger, Romy Böttcher, Kuniaki Saito and Klaus Förstemann

EMBO Journal online, 30. Juli 2009

Ansprechpartner:
Professor Klaus Förstemann
Genzentrum der LMU
Tel.: 089/2180 - 76912
E-Mail: foerstemann@lmb.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

ASEAN Member States discuss the future role of renewable energy

17.10.2017 | Event News

World Health Summit 2017: International experts set the course for the future of Global Health

10.10.2017 | Event News

Climate Engineering Conference 2017 Opens in Berlin

10.10.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise