Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Selbstschutz vor Krebs durch verschärfte Qualitätskontrolle bei Weitergabe des Erbguts

08.02.2011
Göttinger Forscher finden Regulationsmechanismus, der die korrekte Weitergabe des menschlichen Erbguts an die nächste Generation sicherstellt. Veröffentlicht in "Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A.” (PNAS).

Das Alter spielt bei Männern nicht immer eine Rolle: Noch mit 70 Jahren können sie Väter von gesunden Kindern werden. Eigentlich ist das ein kleines Wunder an Qualität. Was steckt dahinter?


Querschnitt durch ein Hodenkanälchen (tubulus seminiferus), gefärbt mit Antikörpern gegen p63. Der Kontrollfaktor p63 kann in den Stammzellen normaler Hoden gefunden werden. Foto: U. Moll

Wissenschaftler an der Universitätsmedizin Göttingen und am Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB) haben jetzt molekulare Mechanismen dafür entdeckt: Das Team unter der Leitung von Prof. Dr. Matthias Dobbelstein, Direktor der Abteilung Molekulare Onkologie an der Universitätsmedizin Göttingen, fand heraus: Vor etwa 15 Millionen Jahren haben sich der Mensch und seine Verwandten im Laufe der Evolution für eine besondere Art Qualitätskontrolle bei der Weitergabe ihres Erbguts entschieden.

Durch den Einbau einer Virus-DNA ins Genom (Erbgut) wird die Herstellung eines Kontroll-Faktors mit dem Namen "p63” in den Vorläuferzellen von männlichen Keimzellen (Spermatozoen) verstärkt. Dieser Mechanismus schützt offenbar auch vor bestimmten Krebsarten, den testikulären Karzinomen. Die Ergebnisse aus der molekularen Grundlagenforschung sind jetzt veröffentlicht in dem renommierten Wissenschaftsmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences of the U. S. A.” (PNAS). Die Deutsche Krebshilfe förderte die Forschungsarbeiten der Göttinger Wissenschaftler mit bisher 794.000 Euro.

Männliche Keimzellen werden in kaum vorstellbaren Mengen produziert: Pro Sekunde kann ein Mann etwa 1.000 davon bilden. Im Jahr sind das zirka 30 Milliarden solcher Zellen. Jede von ihnen könnte etwa zur Hälfte den Bauplan eines neuen Menschen vorgeben. Wie kann bei so rascher Produktion die nötige Qualität beibehalten werden? Wie also können Fehler bei der Spermienproduktion vermieden werden? Die Antwort auf diese Fragen war für die Göttinger Forscher eine kleine Überraschung: "Durch eine genau bestimmbare genetische Ergänzung wurde bei Menschen und Menschenaffen der Kontrollmechanismus verstärkt", sagt Prof. Dr. Matthias Dobbelstein. Als Auslöser fanden die Forscher Teile eines in unser Genom dauerhaft eingebauten Virus, das zu den sog. endogenen Retroviren gehört. Dabei handelt es sich um Genabschnitte, die im Aufbau Teilen des AIDS-Virus ähneln, ohne jedoch zu einer Immunschwäche oder einer anderen Krankheit zu führen. Vor 15 Millionen Jahren wurde diese Virus-DNA bei einem unserer Vorfahren - anscheinend durch einen für uns günstigen Zufall - ins Erbgut eingesetzt und hat sich anschließend in der Evolution durchgesetzt.

Das Einsetzen der Virus-DNA in der Nähe eines Gens, das einen wesentlichen Kontrollfaktor herstellen kann - das hat die Wissenschaftlerin Dr. Ulrike Beyer in ihrer Doktorarbeit untersucht. Der Kontrollfaktor - genannt p63 - wird gerade in den Vorläufern von Keimzellen, den sog. Spermatogonien, in besonders großen Mengen angefertigt. Er steht für eine strenge Qualitätskontrolle des Erbguts: Schon bei geringen Schäden an der DNA sterben Zellen durch seine Wirkung ab. Dadurch wird vermieden, dass ein beschädigtes Genom an die nächste Generation weitervererbt wird.

Programmierter Selbstmord schützt auch vor Krebs
Das Kontroll-Szenario von p63 nimmt auch Opfer in Kauf: So kann der Kontrollfaktor p63 den zellulären Selbstmord, Apoptose genannt, massiv verstärken. Könnte p63 also auch die Entstehung von Tumoren, von Krebs unterbinden? Auch hierauf fanden die Göttinger Forscher eine Antwort, diesmal in Kooperation mit Prof. Dr. Ute Moll, die Gastprofessorin der Universitätsmedizin Göttingen ist, gleichzeitig aber ein US-amerikanisches Teaman der Stony Brook University, New York, leitet. Das Ergebnis ihrer Untersuchungen: Der Kontrollfaktor p63 kann in den Stammzellen normaler Hoden gefunden werden (siehe Bild). Dagegen fehlt er in der weit überwiegenden Zahl der aus diesem Gewebe abgeleiteten Krebsgeschwüre. "Dies deutet darauf hin, dass p63 in normalem Gewebe eine Barriere der Tumorentstehung darstellt", sagt Prof. Dobbelstein. In Hodenkrebszellen konnten die Wissenschaftler die Funktion von p63 durch die Zugabe von Medikamenten vollständig wiederherstellen. Die Forschungsergebnisse könnten als Grundlage für die Entwicklung neuer und innovativer Therapien gegen Hodenkrebs dienen.

Originalveröffentlichung: Ulrike Beyer, Julian Moll-Rocek , Ute M. Moll, and Matthias Dobbelstein (2011): An endogenous retrovirus drives hitherto unknown pro-apoptotic p63 isoforms in the male germline of humans and great apes. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., in press. Selected for the front section "In This Issue" that highlights articles of particular interest.

WEITERE INFORMATIONEN
Universitätsmedizin Göttingen - Georg-August-Universität
Abteilung Molekulare Onkologie
Direktor: Prof. Dr. Matthias Dobbelstein, Telefon 0551/39-13860
mdobbel@gwdg.de; www.moloncol.med.uni-goettingen.de

Stefan Weller | Uni Göttingen
Weitere Informationen:
http://www.moloncol.med.uni-goettingen.de
http://www.universitaetsmedizin-goettingen.de/

Weitere Berichte zu: Erbgut Evolution Keimzelle PNAS Qualitätskontrolle Selbstmord Selbstschutz Virus-DNA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht CHP1-Mutation verursacht zerebelläre Ataxie
23.01.2018 | Uniklinik Köln

nachricht Lebensrettende Mikrobläschen
23.01.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker 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: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

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

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

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

Lebensrettende Mikrobläschen

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten

23.01.2018 | Maschinenbau

CHP1-Mutation verursacht zerebelläre Ataxie

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

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