Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteomik identifiziert die Reparatur-Werkzeugkiste des Zellkerns

04.05.2015

Verschiedene Reparaturmechanismen helfen der Zelle, Schäden in der DNA-Struktur zu beheben. Wenn diese versagen, häufen sich Veränderungen im Erbgut und verursachen schwere Erkrankungen. DNA-Reparaturdefekte sind verantwortlich für einen Teil der vererbbaren Krebssyndrome und spielen eine Rolle bei spontan auftretenden Krebserkrankungen.

Die DNA-Reparatur umfasst viele zum Teil noch unbekannte Faktoren, welche die DNA-Schäden in mehreren Schritten entfernen. Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut (MPI) für Biochemie in Martinsried bei München ist es jetzt zum ersten Mal gelungen, einen spezifischen DNA-Reparaturprozess umfassend zu beobachten und mehrere neue Faktoren zu identifizieren.


Wenn die DNA-Replikationsmaschinerie auf Schäden trifft, werden viele DNA-Reparaturfaktoren hinzugezogen, um die Schäden zu beheben.Identifikation der beteiligten Proteine mittels Massenspektrometrie

Markus Raeschle / MPI für Biochemie

Pro Sekunde finden im menschlichen Körper mehrere Millionen Zellteilungen statt. Bei jeder einzelnen Teilung müssen 3,3 Milliarden DNA-Bausteine von einem Replikationsapparat kopiert und anschließend fehlerfrei auf die entstehenden Tochterzellen aufgeteilt werden.

Was passiert jedoch, wenn die DNA-Vorlage beschädigt ist? Um dieser Frage nachzugehen, analysierten Wissenschaftler um Professor Matthias Mann am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried, welche DNA Reparaturfaktoren hinzugezogen werden, wenn der Replikationsapparat auf DNA-Schäden stößt.

Hierfür isolierten sie zu verschiedenen Zeitpunkten während des Replikations- und Reparaturprozesses DNA und analysierten die darauf gebundenen Proteine mit Hilfe von Massenspektrometrie-basierter Proteomik. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, welche sich auf die Quantifizierung von wenigen bekannten Proteinen beschränken, können in proteomischen Analysen die präzisen Mengen von Tausenden von Proteinen gleichzeitig bestimmt werden.

Die Arbeit stellt so die erste umfassende Analyse eines komplexen DNA Reparaturweges dar und zeigt, dass dem Replikationsapparat über 90 zusätzliche Proteine zu Hilfe eilen, um die DNA-Schäden zu überwinden. Neben bereits bekannten Proteinen konnten auch unbekannte Reparaturhelfer identifiziert werden. Welche genaue Aufgabe sie jeweils im DNA-Reparaturprozess übernehmen, wollen die Forscher zusammen mit dem Team von Prof. Mailand vom Zentrum für Proteinforschung in Kopenhagen untersuchen.

„Viele dieser DNA-Reparaturfaktoren sind für die fehlerfreie Weitergabe der genetischen Informationen an die Tochterzellen unerlässlich“, erklärt Markus Räschle, Erstautor der Studie. „Defekte in den Reparaturfaktoren können Krebs begünstigen oder gar verursachen.“ Vielleicht könnten Gendefekte in den neu identifizierten Faktoren einige der noch ungeklärten Krebsveranlagungen erklären.

Die neuen Ergebnisse und Methoden könnten aber auch dazu beitragen, die Therapie von spontanen Krebserkrankungen zu verbessern. Heute schon gehören DNA-modifizierenden Wirkstoffe zu den am häufigsten verwendeten Medikamenten in der Krebstherapie. Sie wirken besonders gut in sporadisch auftretenden Tumoren, welche Defekte in dem entsprechenden DNA Reparaturweg aufweisen. Gelingt es den Forschern die Analysemethode der Proteomik so weiterzuentwickeln, dass Ärzte sie auch in der Klinik verwenden können, würden sich ganz neue Möglichkeiten eröffnen.

„Die Untersuchung der Proteinprofile direkt im Tumorgewebe könnte Ärzte bei der Suche nach der wirksamsten Behandlungsmethode unterstützen“, hofft Matthias Mann, Direktor am MPI für Biochemie. „So könnten sie die richtige Dosierung und die optimale Medikamentenklasse finden, was letztendlich auch eine schonendere und effektivere Behandlung verspricht.“ Die Ergebnisse wurden jetzt im Fachjournal Science veröffentlicht.

Originalpublikation:
M. Räschle, G. Smeenk, R.K. Hansen, T. Temu, Y. Oka, M.Y. Hein, N. Nagaraj, D.T. Long, J.C. Walter, K. Hofmann, Z. Storchova, J. Cox, S. Bekker-Jensen, N. Mailand, M. Mann: Proteomics reveals dynamic assembly of repair complexes during bypass of DNA cross-links. Science, May 1, 2015
DOI: 10.1126/science.1253671

Weitere Informationen:

http://Vollständige Pressemitteilung - http://www.biochem.mpg.de/5002169/050_mann_dnareparatur
http://Weitere Texte über die Forschungsarbeiten von Matthias Mann - http://www.biochem.mpg.de/news/ueber_das_institut/forschungsbereiche/zellbiologi...
http://Webseite der Forschungsabteilung "Proteomics und Signaltransduktion" (Matthias Mann) - www.biochem.mpg.de/mann

Anja Konschak | Max-Planck-Institut für Biochemie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wegbereiter für Vitamin A in Reis
21.07.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Pharmakologie - Im Strom der Bläschen
21.07.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten