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 Studie entschlüsselt neue Diabetes-Gene
22.01.2018 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft
22.01.2018 | Humboldt-Universität zu Berlin

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: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungen

Transferkonferenz Digitalisierung und Innovation

22.01.2018 | Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Ein Haus mit zwei Gesichtern

22.01.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics