Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RNA-bindendes Protein beeinflusst zentralen Mediator zellulärer Entzündungs- und Stressreaktionen

31.07.2015

Boten-Ribonukleinsäuren (englisch: messenger RNA, mRNA) sind eine zentrale Komponente der Proteinbiosynthese. Sie werden zunächst als Arbeitskopie der DNA umgeschrieben und anschließend in Proteinsequenzen übersetzt. RNA-bindende Proteine wie RC3H1 (auch bekannt als ROQUIN) steuern den Abbau der mRNA Moleküle und verhindern so die Produktion spezifischer Proteine. Forscher des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) konnten jetzt zeigen, dass ROQUIN mehrere tausend mRNA Moleküle bindet. Sie wiesen nach, dass ROQUIN zudem den Genschalter NF-kappaB beeinflusst, einen zentralen Mediator zellulärer Entzündungs- und Stressreaktionen (Nature Communications 6, Article number: 7367)*.

RC3H1/ROQUIN ist bereits in früheren Studien als RNA-bindendes Protein beschrieben worden, das die Stabilität verschiedener mRNAs beeinflusst. Allerdings war unklar, wie ROQUIN mRNAs erkennt und wie viele mRNAs duch ROQUIN reguliert werden.

Dr. Yasuhiro Murakawa und Dr. Markus Landthaler vom Berliner Institut für Medizinische Systembiologie (BIMSB) des MDC konnten in Zusammenarbeit mit den MDC-Arbeitsgruppen von Prof. Udo Heinemann, Dr. Stefan Kempa, Prof. Claus Scheidereit, Dr. Jana Wolf und anderen zeigen, dass ROQUIN an mehr als 3.800 verschiedene mRNAs bindet.

Sie identifizierten insgesamt über 16.000 Bindestellen, an die das Protein andockt. Damit hat ROQUIN offenbar einen größeren Einfluss auf die Regulation der Genexpression als bisher vermutet. Darüber hinaus konnten die Forscher die Bindungsabschnitte von ROQUIN aufklären, die einen Einblick darüber geben, wo Protein-RNA Interaktionen stattfinden.

ROQUIN reguliert die Reaktion auf DNA-Schäden

ROQUIN bindet bevorzugt mRNAs, die als Reaktion auf DNA-Schädigungen aber auch im Rahmen von Entzündungsreaktionen hergestellt werden. Viele der betroffenen mRNAs liefern Baupläne für Proteine, die ihrerseits die Aktivität von Genen beeinflussen und so wiederum die Produktion anderer Proteine regulieren. ROQUIN trägt hier nach Ansicht der Forscher zur Feinabstimmung der Regulationsmechanismen bei.

Unter den Zielen, die ROQUIN angreift, ist auch die mRNA des Proteins A20 (auch TNFAIP3 genannt). A20 dient zur Feedback-Kontrolle eines Komplexes, IkappaBalpha-Kinase-Komplex (IKK) genannt, der die Aktivierung des Genschalters NF-kappaB reguliert. Das IKK/NF-kappaB Modul reguliert die Expression einer Vielzahl von Genen und ist einer der zentralen Mediatoren bei Entzündungsreaktionen und bei zellulären Stressreaktionen, die beispielsweise durch DNA Schäden ausgelöst werden.

Damit das IKK/NF-kappaB Modul nicht dauerhaft aktiv bleibt, sorgt es selbst dafür, dass verstärkt Proteine wie A20 produziert werden, die die Aktivität des IKK/NF-kappaB Moduls verringern. Indem ROQUIN den Abbau der mRNA für A20 reguliert, moduliert es indirekt die Aktivität des IKK/NF-kappaB Moduls.

Besseres Verständnis von Autoimmunerkrankungen

Die Forscher gehen davon aus, dass die Bedeutung von ROQUIN sogar noch weiter reicht. Auch bei anderen Signalwegen ist anzunehmen, dass ROQUIN die Lebensdauer Protein-kodierender mRNAs verringert und so eine Feinabstimmung ermöglicht. Wichtig sind die Erkenntnisse zum Beispiel, um Autoimmunerkrankungen besser zu verstehen und womöglich zu verhindern. So gilt das Protein A20 etwa als Schutzfaktor gegen Arthritis. Seinen Gegenspieler ROQUIN zu unterdrücken, könnte ein Ansatz zur Behandlung dieser chronischen Gelenkentzündung sein.

*RC3H1 post-transcriptionally regulates A20 mRNA and modulates the activity of the IKK/NF-kB pathway
Yasuhiro Murakawa1, Michael Hinz2, Janina Mothes3, Anja Schuetz4,5, Michael Uhl6, Emanuel Wyler1, Tomoharu Yasuda7, Guido Mastrobuoni8, Caroline C. Friedel9, Lars Dölken10, Stefan Kempa8, Marc Schmidt-Supprian11, Nils Blüthgen12,13, Rolf Backofen6, Udo Heinemann4,14, Jana Wolf3, Claus Scheidereit2 & Markus Landthaler1

1 RNA Biology and Posttranscriptional Regulation, Berlin Institute of Medical Systems Biology at the Max-Delbrück Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany.
2 Signal Transduction in Tumor Cells, Max-Delbrück Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany.
3 Mathematical Modelling of Cellular Processes, Max-Delbrück Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany.
4 Macromolecular Structure and Interaction, Max 97078-Delbrück Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany.
5 Helmholtz Protein Sample Production Facility, Max Delbrück Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany.
6 Department of Computer Science and Centre for Biological Signalling Studies (BIOSS), Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 79110 Freiburg, Germany.
7 Immune Regulation and Cancer, Max-Delbrück Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany.
8 Integrative Proteomics and Metabolomics Platform, Berlin Institute of Medical Systems Biology at the MaxDelbrück Center for Molecular, 13125 Berlin, Germany.
9 Institut für Informatik, Ludwig-Maximilians-Universität, 80333 München, Germany.
10 Institute for Virology and Immunobiology, University of Würzburg, 97078 Würzburg, Germany.
11 Department of Hematology and Oncology, Technische Universität, 81675 München, Germany.
12 Institute of Pathology, Charité–Universitätsmedizin Berlin, 10117 Berlin, Germany.
13 Integrative Research Institute (IRI) for the Life Sciences and Institute for Theoretical Biology, Humboldt-Universität zu Berlin, 10115 Berlin, Germany.
14 Chemistry and Biochemistry Institute, Freie Universität Berlin, 14195

Kontakt:
Barbara Bachtler
Pressestelle
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC)
Robert-Rössle-Straße 10
13125 Berlin
Tel.: +49 (0) 30 94 06 - 38 96
Fax: +49 (0) 30 94 06 - 38 33
e-mail: presse@mdc-berlin.de
http://www.mdc-berlin.de/de

Barbara Bachtler | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Immunabwehr ohne Kollateralschaden
23.01.2017 | Universität Basel

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

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: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie