Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Partnervermittlung mit Konsequenzen

17.10.2017

Wenn Zellen entarten, spielen Myc-Proteine eine wichtige Rolle. Wie diese dabei vorgehen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht. Sie eröffnen damit möglicherweise Wege zur Entwicklung neuer Therapien.

Den meisten Tumoren des Menschen ist eines gemeinsam: In ihnen finden sich drastisch erhöhte Mengen an sogenannten Myc-Proteinen. Tierversuche zeigen, dass solch hohe Myc-Mengen ursächlich zur Entstehung von Krebs beitragen.


Die roten Punkte im rechten Bild zeigen, wo Myc und PAF1 aneinander binden. Dies geschieht vor allem in Zellkernen (blau). In Kontrollkernen ist keine spezifische Interaktion sichtbar.

AG Gallant

Myc-Proteine besitzen aber nicht nur schädliche Eigenschaften, sondern spielen auch in gesunden Zellen eine wichtige Rolle: Sie funktionieren als sogenannte „Transkriptionsfaktoren“ und steuern die Aktivität einer beschränkten Zahl von Genen. Viele dieser von Myc aktivierten Gene werden gebraucht für das Wachstum und die Vermehrung von normalen Zellen, so dass Myc essentiell ist für die normale Entwicklung des Menschen.

Wie Myc-Proteine in Tumorzellen arbeiten, war im Einzelnen bislang unklar. Wissenschaftler vom Biozentrum der Universität Würzburg haben jetzt wichtige Details dieser Vorgänge entschlüsselt. Verantwortlich dafür ist Dr. Peter Gallant, Gruppenleiter am Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie. Ihre Arbeit stellen die Forscher in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences vor.

Zu viel Myc führt zur Entartung

„Myc-Proteine binden an ihre Zielgene über molekular gut beschriebene Wechselwirkungen, die typischerweise eine genau definierte Abfolge von Nukleotiden beinhalten“, schildert Peter Gallant die Grundlagen seiner Studie. Treten Myc-Proteine allerdings in deutlich erhöhten Mengen auf, haften sie sich an praktisch alle aktiven Gene und verstärken dadurch die Aktivität dieser Gene weiter – was dann zur Entartung der betroffenen Zelle beiträgt.

„Eine solches Verhalten ist äußerst ungewöhnlich für Transkriptionsfaktoren und molekular bislang nicht erklärbar“, so der Biochemiker. Die Frage, wie ein Transkriptionsfaktor, der eigentlich nur kurze, definierte Nukleotid-Abfolgen erkennt, an alle Gene binden kann – auch an solche, die diese Nukleotid-Abfolge gar nicht enthalten – habe die Wissenschaft bislang vor Rätsel gestellt.

Ein Enzym dient als Vermittler

Eine Erklärung fanden die Forscher, als sie ihren Blick auf andere Proteine richteten, die ebenfalls an alle Gene binden – in diesem Fall auf Enzyme, welche alle Gene ablesen und in RNA übersetzen: RNA-Polymerasen sowie die assoziierten Hilfsproteine, die für die Aktivität der Polymerasen wichtig sind. Darunter auch der aus fünf Proteinen bestehende „Polymerase Associated Factor 1“-Komplex, kurz PAF1-Komplex genannt. Dort fanden Gallant und sein Team eine Antwort auf ihre Fragen zu Mycs ungewöhnlichem Verhalten.

Die Forscher verwendeten Taufliegen (Drosophila melanogaster) als Modellsystem für ihre Untersuchungen. „In diesen Tieren funktionieren Myc-Proteine sehr ähnlich wie in Säugern, aber die entsprechenden Experimente lassen sich hier leichter und effizienter durchführen“, erklärt Gallant. In einem genetischen Screen fanden sie, dass der PAF1-Komplex wichtig ist für die Aktivität von Myc – insbesondere für Mycs Fähigkeit, bestimmte Zielgene zu aktivieren und das Zellwachstum zu stimulieren.

Weiterführende biochemische und molekularbiologische Analysen, darunter auch Genom-weite Sequenzanalysen – das sogenannte „Next Generation Sequencing“ – erhellten dann die Wirkungsweise des PAF1-Komplexes: Als „Polymerase-assoziierter Faktor“ sitzt dieser Komplex an praktisch allen aktiven Genen. Gleichzeitig ist er in der Lage, an das Myc-Protein zu binden. „Dadurch werden Myc-Proteine zu aktiven Genen rekrutiert und können deren Aktivität weiter in die Höhe treiben“, erklärt Gallant. Vor allem bei erhöhten Myc-Mengen scheint diese Stimulierung von Bedeutung zu sein.

Weitere Faktoren mit im Spiel

In ihren Experimenten konnten die Forscher zeigen, dass die Zerstörung des PAF1-Komplexes die Bindung der Myc-Proteine an ihre Zielgene deutlich schwächt – diese aber nicht vollständig eliminiert. „Das weist darauf hin, dass es noch weitere Faktoren gibt, die ähnlich wie der PAF1-Komplex bei der Rekrutierung von Myc helfen“, so Gallant. In der Tat sei vor Kurzem an weiteres Protein identifiziert worden, das ähnlich allgemeine Funktionen beim Ablesen von Genen hat wie der PAF1-Komplex und das gleichzeitig auch an Myc bindet und dieses Protein an viele Gene rekrutiert.

Die Wissenschaftler vermuten deshalb jetzt, dass es noch weitere solcher allgemeinen Faktoren gibt, die zur Bindung von Myc an alle Gene beitragen, und die insbesondere bei abnormal erhöhten Myc-Mengen wichtig sind.

Neuer Ansatz für Medikamentenentwicklung

Ihre neuen Erkenntnisse sind nach Ansicht der Würzburger Wissenschaftler nicht nur für die Biochemie von Bedeutung, sondern auch für die Medizin, da Myc-Proteine eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Krebs spielen. „Bisher war es nicht möglich, Medikamente zu entwickeln, welche die Aktivität von Myc-Proteinen spezifisch hemmen“, so Gallant. Die neu gefundenen Interaktionen eröffneten nun aber potentiell neue Ansatzpunkte für die Entwicklung von Medikamenten, die Myc gezielt blockieren.

PAF1 complex component Leo1 helps recruit Drosophila Myc to promoters. Jennifer Gerlach, Michael Furrer, Maria Gallant, Dirk Birkel, Apoorva Baluapuri, Elmar Wolf, Peter Gallant. PNAS Early Edition, published online October 16. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1705816114

Kontakt

Dr. Peter Gallant, Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie
T: +49 931 31-88814, peter.gallant@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Biologischer Lichtsensor in Aktion gefilmt
15.06.2018 | Paul Scherrer Institut (PSI)

nachricht Belohnung fürs Gehirn
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

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: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

EMAG auf der AMB: Hochproduktive Lösungen für die vernetzte Automotive-Produktion

15.06.2018 | Messenachrichten

AchemAsia 2019 in Shanghai

15.06.2018 | Messenachrichten

Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen

15.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics