Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schwachpunkte im Genom aufspüren

19.03.2013
Wenn der Körper DNA-Strangbrüche nicht repariert, kann Krebs entstehen.

Besonders anfällig für diese Defekte sind Mitarbeiter in radiologischen Praxen und Atomkraftwerken sowie Flugpersonal, aber auch Krebspatienten während einer Chemotherapie. Ein neues Sequenzierungsverfahren erlaubt es, DNA-Strangbrüche während der Zellteilung in einer Petrischale zu kartieren.

Die DNA ist ein robuster Datenspeicher, doch sie hat auch Schwachpunkte. Dass wir in der Regel trotz der immer wieder auftretenden Strangbrüche nicht krank werden, dafür sorgen natürliche Reparaturmechanismen. Doch bisher weiß man wenig darüber, welche Regionen besonders störanfällig sind.

Zusammen mit Kollegen an der Universität Texas haben Wissenschaftler an der Goethe-Universität nun ein diagnostisches Verfahren entwickelt, mit dem man Brüche der DNA gezielt aufspüren kann. Das in der aktuellen Ausgabe von Nature Methods publizierte Verfahren könnte künftig dazu eingesetzt werden, stärker gefährdete Berufsgruppen und Patienten unter Chemotherapie zu überwachen.

Zu Strangbrüchen kann es bei jeder Verdopplung der DNA kommen, und damit bei jeder der lebensnotwendigen Zellteilungen der 10 bis 100 Billionen Zellen in unserem Körper. Äußere Faktoren wie UV-Strahlung, Röntgenstrahlung und kosmische Höhenstrahlung sind weitere auslösende Faktoren. Deshalb gehören Mitarbeiter in radiologischen Einrichtungen und Atomkraftwerken sowie Flugpersonal zu den Risikogruppen. Besonders gefährdet sind Krebspatienten, die eine Chemotherapie erhalten.

Könnte man frühzeitig feststellen, wann bei diesen Menschen die natürlichen Reparaturmechanismen versagen, würde das die Chancen für eine wirkungsvolle Therapie erhöhen. Mithilfe der neuen Methode lässt sich nun erstmals die Landschaft der genomischen Schwachstellen in einer Zelle kartieren, während sie sich in der Petrischale teilt.

„Die Methode kombiniert solide und fundamentale molekularbiologische Techniken, wie die DNA-Ligation, also die Verbindung zweier DNA-Fragmente mithilfe spezialisierter Enzyme, mit einer neuen Generation von Sequenzierungstechniken, die es erlauben, innerhalb weniger Stunden Millionen von DNA-Sequenzen zu entschlüsseln“, erklärt der Krebsforscher Dr. Nicola Crosetto. Er entwickelte das als BLESS bezeichnete Verfahren während seiner Zeit als Post-Doktorand am Institut für Biochemie II der Goethe Universität bei Prof. Ivan Dikic. Inzwischen arbeitet er am Massachusetts Institute of Technology in den USA. „Wir können das Verfahren genauso gut auf die nicht teilungsfähigen Blutzellen eines Patienten anwenden, oder auf Tumorgewebe“, ergänzt Crosetto.

Zu den ersten Nutznießern könnten Patienten mit Hodgkin Lymphom gehören, die eine lebensrettende, aber riskante Therapie mit DNA-Strang brechenden Wirkstoffen wie Bleomycin erhalten. Da die Gefahr besteht, dass sich sekundäre Tumoren bilden, müssen diese Patienten engmaschig überwacht werden. „Über die klinische Anwendung hinaus wollen wir mithilfe von BLESS herausfinden, wie innerhalb des Zellkerns robuste Genome entstehen und Sequenzen aufspüren, die anfälliger sind für Brüche. Möglicherweise können wir dann künftig für biotechnologische Anwendungen besonders starke Genome herstellen“, so Crosetto.

„BLESS ist ein wunderbares Beispiel für die erfolgreiche Zusammenarbeit von internationalen Forschergruppen mit ganz unterschiedlicher Expertise“, erklärt Ivan Dikic. „Sich in neue Gebiete vorzuwagen, ist immer ein Abenteuer. Aber in der Wissenschaft muss man mutig sein. Das kann sich, wie im aktuellen Fall, auszahlen und immense Auswirkungen auf eine große wissenschaftliche Gemeinschaft haben.“

BLESS steht für “Breaks Labeling, Enrichment on Streptavidin, and next-generation Sequencing”. Die Daten wurden von der Gruppe von Prof. Malgorzata Rowicka am Klinikum der Universität Texas analysiert. Weitere Kooperationspartner kommen aus Polen, Italien, Frankreich und den Vereinigten Staaten.

Publikation: Nicola Crosetto et al.: Nucleotide-resolution DNA double-strand break mapping by next-generation sequencing, Nature Methods, DOI: 10.1038/nmeth.2408

Informationen: Prof. Ivan Dikic, Institut für Biochemie II, Campus Niederrad, Tel: (069) 6301-6964; ivan.dikic@biochem2.de Dr. Nicola Crosetto, The van Oudenaarden Systems Biology Lab, Massachusetts Institute of Technology, ist via Skype erreichbar: nicola.crosetto (Cuneo, Italy); tel. 001-617-803-5432

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn drittmittelstärksten und größten Universitäten Deutschlands. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Parallel dazu erhält die Universität auch baulich ein neues Gesicht. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht ein neuer Campus, der ästhetische und funktionale Maßstäbe setzt. Die „Science City“ auf dem Riedberg vereint die naturwissenschaftlichen Fachbereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Max-Planck-Instituten. Mit über 55 Stiftungs- und Stiftungsgastprofessuren nimmt die Goethe-Universität laut Stifterverband eine Führungsrolle ein.

Herausgeber: Der Präsident
Abteilung Marketing und Kommunikation, Postfach 11 19 32,
60054 Frankfurt am Main
Redaktion: Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation Telefon (069) 798 – 2 92 28, Telefax (069) 798 - 2 85 30, E-Mail hardy@pvw.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Salmonellen als Medikament gegen Tumore
23.10.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Add-ons: Was Computerprogramme und Proteine gemeinsam haben
23.10.2017 | Universität Regensburg

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Add-ons: Was Computerprogramme und Proteine gemeinsam haben

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie