Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteine leichter herstellen

29.03.2016

HZI-Forscher haben eine Methode zur Herstellung komplexer Proteine entscheidend verbessert

Proteine sind an allen lebenswichtigen Prozessen im Körper beteiligt. Auch bei Infektionen übernehmen sie eine ganze Reihe entscheidender Funktionen, sowohl beim Eindringen der Erreger, als auch bei ihrer Bekämpfung.


Insektenzellen, die das Protein SplitGFP (grün) produzieren.

HZI/Bleckmann

Um Proteine genau zu erforschen und gezielt für therapeutische Zwecke zu nutzen, benötigt man sie in großen Mengen und in reiner Form. Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig ist es nun gelungen, eine der gängigen Methoden für die Herstellung von Proteinen zu verbessern. Das auf Insektenzellen basierte Baculovirus Expression Vektor System (BEVS) ist nun leichter und schneller zu produzieren. Ihre Ergebnisse präsentieren die Forscher jetzt in einer Reihe von Studien.

Um Proteine gezielt herzustellen und mit bestimmten Funktionen auszustatten, erzeugt man sie heutzutage künstlich. Für die Produktion dieser sogenannten rekombinanten Proteine nutzen Wissenschaftler gentechnisch veränderte Mikroorganismen oder Zellkulturen.

„Eines der Systeme, dass wir für die Herstellung nutzten, ist das BEV-System, das auf einem Baculovirus in Kombination mit Insektenzellen beruht“, sagt Dr. Joop van den Heuvel, Leiter der Arbeitsgruppe „Rekombinante Proteinexpression“ am HZI. „Dieses Verfahren führt zwar zu hohen Ausbeuten, allerdings wird bei der Produktion leider die Qualität des Proteins verringert, und es ist sehr zeit- und arbeitsaufwändig“.

Van den Heuvel und seinen Kollegen ist es nun gelungen, die Methode so zu verbessern, dass sie schneller und besser funktioniert. Der entscheidende Schritt dabei war es, schneller zu erkennen, welche Proteine es weiterzuentwickeln gilt. „Zeitaufwändig an BEVS ist, dass man viele unterschiedliche Konstrukte testen muss, um herauszufiltern, wie Proteine erfolgreich produziert werden“, sagt Maren Bleckmann, Doktorandin in der Arbeitsgruppe „Rekombinante Proteinexpression“.

„Wir haben diesen Schritt nun verbessert, indem wir ein neues System eingeführt haben. Dieses ermöglicht es, die erfolgreiche Synthese der Proteine, nach denen wir suchen, farblich zu markieren.“ So lässt sich schneller bestimmen, bei welchen Proteinen sich eine Weiterentwicklung lohnt.

Damit ist den Wissenschaftlern ein erster Schritt gelungen, um die immer höheren Anforderungen an die Produktion rekombinanter Proteine in Insektenzellen deutlich zu verbessern. Diese werden vorwiegend für die Kristallisation und für die Impfstoffproduktion verwendet. „Impfstoffe aus Insektenzellen wirken effizienter als die herkömmlichen Impfstoffe aus Hühnereiern. Durch die Verbesserung der Methode ist es also langfristig möglich, effizientere Impfstoffe schneller und besser herzustellen“, sagt Bleckmann.

Originalpublikationen:

“Identification of essential genetic baculoviral elements for recombinant protein expression by transactivation in Sf21 insect cells” Maren Bleckmann*, Margitta Schürig*, Fang-Fang Chen, Zen-Zen Yen, Nils Lindemann, Steffen Meyer, Johannes Spehr, Joop van den Heuvel (*authors contributed equally to this work); PLOS ONE; PMID: 26934632, DOI: 10.1371/journal.pone.0149424

“Fast plasmid based protein expression analysis in insect cells using an automated SplitGFP screen”; Maren Bleckmann, Stefan Schmelz, Christian Schinkowski, Andrea Scrima, Joop van den Heuvel; Biotechnology and Bioengineering; PMID: 26913471, DOI: 10.1002/bit.25956

“Genomic analysis and isolation of RNA polymerase II dependent promoters from Spodoptera frugiperda”; Maren Bleckmann, Markus H.-Y. Fritz, Sabin Bhuju, Michael Jarek, Margitta Schürig, Robert Geffers, Vladimir Benes, Hüseyin Besir, Joop van den Heuvel; PLOS ONE; PMID: 26263512, DOI: 10.1371/journal.pone.0132898, 2015

Über das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern. http://www.helmholtz-hzi.de

Weitere Informationen:

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0132898
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bit.25956/abstract
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0149424 - Links zu den drei Originalpublikationen
https://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/ansicht/article/complete/proteine... - Diese Pressemitteilung auf der Homepage des HZI

Rebecca Winkels | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neues Schiff für die Fischerei- und Meeresforschung
22.03.2017 | Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei

nachricht Mit voller Kraft auf Erregerjagd
22.03.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

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: 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...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Im Focus: Physiker erzeugen gezielt Elektronenwirbel

Einem Team um den Oldenburger Experimentalphysiker Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt ist es mithilfe ultrakurzer Laserpulse gelungen, gezielt Elektronenwirbel zu erzeugen und diese dreidimensional abzubilden. Damit haben sie einen komplexen physikalischen Vorgang steuern können: die sogenannte Photoionisation oder Ladungstrennung. Diese gilt als entscheidender Schritt bei der Umwandlung von Licht in elektrischen Strom, beispielsweise in Solarzellen. Die Ergebnisse ihrer experimentellen Arbeit haben die Grundlagenforscher kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht.

Das Umwandeln von Licht in elektrischen Strom ist ein ultraschneller Vorgang, dessen Details erstmals Albert Einstein in seinen Studien zum photoelektrischen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

Unter der Haut

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neues Schiff für die Fischerei- und Meeresforschung

22.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit voller Kraft auf Erregerjagd

22.03.2017 | Biowissenschaften Chemie