Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die RNA unter Verdacht

30.03.2011
Neue Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe erforscht Umwelteinfluss auf Immunzellen

Seit 2011 gibt es eine neue Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) und der Universität Leipzig, die sich mit der Rolle der RNA (Ribonukleinsäure) bei der Entstehung umweltbedingter Erkrankungen befassen wird.

Bis 2007 galt: Die RNA ist vornehmlich damit beschäftigt, die in der Doppelhelix der DNA gespeicherten Informationen zu Proteinen aufzunehmen und als Bauplan für die Produktion der Proteine zur Verfügung zu stellen. "Sie galt sozusagen nur als das kurzlebige brave Arbeitstier, das in den Zellen Informationen umherschleppt", umschreibt Dr. Jörg Hackermüller den damaligen Stand des Wissens. Doch er und seine beiden Forscherkollegen der Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe gehören zu jenen Bioinformatikern, die der Unterschätzung der RNA ein Ende bereiten und deren Rolle analysieren wollen. Dafür stehen die kommenden fünf Jahre 125.000 Euro aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft plus 125.000 Euro UFZ-Eigenanteil pro Jahr zur Verfügung.

Ausgangspunkt des Neuansatzes in der RNA-Forschung war die Beobachtung, dass nicht einmal zwei Prozent der menschlichen DNA Proteine kodieren, das heißt einen Bauplan für Proteine darstellen. Was aber machen die übrigen 98 Prozent, die zum Großteil keine offensichtlichen Anzeichen für eine Funktion tragen? Im Rahmen des Projekts "Enzyklopädie der DNA Elemente" wurde festgestellt, dass dennoch mehr als 90 Prozent der DNA in RNA umgeschrieben werden. Ein Großteil der RNA, die eine menschliche Zelle erzeugen kann, dient damit nachweislich nicht dem Aufbau von Proteinen. Während die Anzahl proteinkodierender Gene über viele Spezies hinweg etwa gleich bleibt, nimmt der Anteil nicht kodierender Sequenzen in Tiergenomen stark mit der Komplexität des Organismus zu, was auf eine Rolle von nicht kodierenden Elementen in der Evolution von Komplexität hindeutet. Ziel ist es jetzt, Funktion und Wirkmechanismen jener nicht-proteinkodierenden RNA zu modellieren.

Einen besonders aufmerksamen Blick werfen die Leipziger Forscher dabei auf die zum Abwehrsystem des Körpers gehörenden T-Zellen. "Aus ruhenden Ursprungs-Immunzellen werden, sobald sich der Organismus von Außen bedrängt sieht, spezialisierte Populationen von Immunzellen. Die Balance zwischen diesen Populationen bestimmt, ob dieser Differenzierung genannte Prozess dem Schutz des Organismus dient oder beispielsweise Allergien oder rheumatische und andere entzündliche Erkrankungen ausgelöst werden," so Hackermüller. Für die Forschung am UFZ haben Differenzierungsprozesse von Immunzellen besondere Bedeutung, weil bekannt ist, dass Umweltgifte diese dramatisch beeinflussen können.

Der Umwelteinfluss auf Differenzierungsprozesse spielt sich vor allem auf epigenetischer Ebene ab, ein Regulationsmechanismus, bei dem ganze Regionen im Genom durch eine unzugängliche Verpackung der DNA stillgelegt werden. "Gerade hier zeichnet sich eine zentrale Rolle nicht kodierender RNAs ab. Wenn wir diese Mechanismen verstehen, besteht Hoffnung, Krankheiten ganz an der Wurzel ihres Entstehens zu beeinflussen. Zunächst gilt es also zu erforschen, welche RNA zu welchem Zeitpunkt der Differenzierung welche epigenetischen Veränderungen organisiert. Welche dieser Mechanismen werden von Umweltgiften gestört? Und wie können wir für die schwierige Diagnostik von Erkrankungen des Immunsystems RNA als Biomarker verwenden?"

Wie das offizielle Forschungsthema der Gruppe "Bioinformatics and transcriptomics of non-protein coding RNAs controlling epigenetic modifications in T cell differentiation" besagt, werden zur Beantwortung dieser Fragen disziplinenübergreifend Techniken aus der Biochemie und Molekularbiologie mit aktuellen Erkenntnissen der Bioinformatik auf innovative Art und Weise verbunden. So werden Immunzellen aus Blutproben isoliert und die Differenzierung im Reagenzglas nachverfolgt. Zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Prozesses werden RNA und DNA aus den Zellen isoliert und mit neuen Verfahren, bei denen Millionen von Sequenzierungen parallel durchgeführt werden, die RNA-Zusammensetzung der Zellen und epigenetische Veränderungen bestimmt. Bioinformatisch werden dann Regionen im Genom identifiziert, deren RNA-Produktion oder epigenetische Muster sich über die Zeit verändern, und beispielsweise gemeinsame Muster in der Struktur dieser RNAs identifiziert.

Fünf Jahre hat die Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe Zeit, Antworten auf diese Fragen zu finden. Die Beginn 2011 anlaufende Förderung erfolgt aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft. Zur Verfügung stehen 125.000 Euro Helmholtz-Förderung plus 125.000 Euro UFZ-Eigenanteil pro Jahr.

Marlies Heinz
Weitere fachliche Informationen:
Dr. Jörg Hackermüller
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ
Telefon: 0341-235-1561 (oder 0341/9716689 oder 0341/355365205)
http://www.ufz.de/index.php?de=21357
oder
Tilo Arnhold, Doris Böhme, UFZ-Pressestelle
Telefon: 0341-235-1635 und -1269
Email: presse@ufz.de
Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg ungefähr 1.000 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit über 30.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 17 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

Marlis Heinz/Tilo Arnhold | UFZ News
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz.de/
http://www.ufz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterien aus dem Blut «ziehen»
07.12.2016 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle
07.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie