Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sicherheitsverwahrung für Oxidantien - Oxidativer Stress muss neu bewertet werden

17.12.2012
Oxidativer Stress gilt als Ursache einer ganzen Reihe von Krankheiten. Um das Ausmaß von oxidativem Stress zu messen, wurde bislang meist der Oxidationszustand des kleinen Moleküls Glutathion in Zellextrakten bestimmt.
Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum zeigten nun erstmals, dass gestresste Zellen ihr oxidiertes Glutathion in einem zellulären Endlager deponieren. Das schützt die Zellen vor oxidativem Stress – und zieht die Aussagekraft der herkömmlichen Messmethode in Zweifel.

Krebs, Alzheimer, Arterienverkalkung und sogar das Altern selbst – die Liste der Krankheiten, an deren Entstehung oxidativer Stress beteiligt sein soll, ist lang. Verursacht wird oxidativer Stress durch sogenannte reaktive Sauerstoffverbindungen, zu denen auch die besser bekannten „freien Radikale“ gehören. Ist eine Zelle mehr reaktiven Sauerstoffverbindungen ausgesetzt als sie umgehend abbauen kann, erleidet sie oxidativen Stress: Wichtige Bausteine wie Proteine, DNA und Lipide werden oxidiert und dadurch geschädigt.

Mit einem neuen Biosensor dem oxidierten Glutathion auf der Spur: Die Vakuolen der Hefezellen leuchten grün. Quelle: Tobias Dick, Deutsches Krebsforschungszentrum

Um festzustellen, ob eine Zelle unter oxidativem Stress steht, untersuchen Forscher häufig den Oxidationszustand des Glutathions. Dieses kleine Molekül schützt die Zelle vor reaktiven Sauerstoffverbindungen, indem es selbst oxidiert wird. Theoretisch sollte die Menge an oxidiertem Glutathion also anzeigen, ob eine Zelle gesund oder oxidativ gestresst ist. Diese Annahme, auf der eine sehr große Zahl wissenschaftlicher Studien basiert, ist jedoch trügerisch, wie nun Forscher um Privatdozent Dr. Tobias Dick vom Deutschen Krebsforschungszentrum zeigen.

„Bisher mussten die Zellen zerstört werden, um das oxidierte Glutathion zu messen“, erklärt Tobias Dick. „Dabei verliert man jedoch jegliche räumliche Auflösung“. Daher war es praktisch unbekannt, wo exakt sich das oxidierte Glutathion in der Zelle befindet. Es wurde angenommen, dass es im Zellplasma verbleibt, wo es entsteht.

Um den tatsächlichen Verbleib des oxidierten Glutathions innerhalb der Zelle genauer zu untersuchen, entwickelten Tobias Dick und seine Mitarbeiter Biosensoren, die durch Lichtsignale den Oxidationsstatus des Glutathion in der intakten Zelle anzeigen. In Hefezellen gelang es den Forschern erstmals, dem oxidierten Glutathion in Echtzeit auf seinem Weg durch die lebende Zelle zu folgen. Dabei zeigte sich überraschenderweise, dass es nicht im Zellplasma bleibt, sondern schnellstmöglich in ein sicheres Depot, die Vakuole, weggeschlossen wird.

Das Zellplasma, wo alle wichtigen Stoffwechselvorgänge der Zelle ablaufen, bleibt dadurch zuverlässig vor oxidativen Schäden verschont. Zellen, die nach der hergebrachten Messmethode für oxidativ gestresst gehalten worden wären, erschienen in ihrem Plasma vollkommen gesund. Tobias Dick und sein Team konnten zwischenzeitlich zeigen, dass dies nicht nur für Hefezellen gilt, sondern ebenso für verschiedene Säugetierzellen und auch für Krebszellen.

Die Ergebnisse bedeuten, dass die Menge des oxidierten Glutathions – entgegen der bisherigen Überzeugung – nichts darüber aussagt, ob die Zelle unter oxidativem Stress leidet oder nicht. „Es ist daher wichtig“, sagt Tobias Dick, „frühere Studien, die eine Verbindung zwischen oxidativem Stress und verschiedenen Erkrankungen anhand der herkömmlichen Messmethode festgestellt haben, neu zu bewerten“.

Ein Bild zur Pressemitteilung steht im Internet zur Verfügung unter:
http://www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2012/images/66-hefe-wt1.jpg
Legende: Mit einem neuen Biosensor dem oxidierten Glutathion auf der Spur: Die Vakuolen der Hefezellen leuchten grün.
Quelle: Tobias Dick, Deutsches Krebsforschungszentrum

Bruce Morgan, Daria Ezeriòa, Theresa N.E. Amoako, Jan Riemer, Matthias Seedorf und Tobias P. Dick: Multiple glutathione disulfide removal pathways mediate cytosolic redox homeostasis. Nature Chemical Biology 2012, DOI: 10.1038/NCHEMBIO.1142

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 2.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums ist ein wichtiger Beitrag, um die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren.

Dr. Stefanie Seltmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.dkfz.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