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 Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen
12.12.2017 | Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

nachricht Undercover im Kampf gegen Tuberkulose
12.12.2017 | 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: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik