Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stammzellen-Forschung: Neuer Schalter im Erbgut gefunden

20.05.2014

Kleine Veränderungen im Erbgut spielen bei der Differenzierung von Stammzellen in unterschiedliche Zelltypen eine wichtige Rolle. LMU-Wissenschaftler entschlüsselten nun die Herkunft eines modifizierten DNA-Bausteins.

Jede Zelle enthält alle in der DNA festgelegten Erbinformationen, aber meistens ist nur ein Bruchteil davon in Gebrauch. Welche Gene aktiv sind und welche abgeschaltet werden, entscheidet eine zweite Informationsebene, die über die bloße Abfolge der DNA-Bausteine – der Nukleinbasen - hinausgeht: Auf dieser epigenetischen Ebene wird die DNA durch chemische Modifikationen verändert. Dadurch wird die Genaktivität reguliert und die Ausbildung spezifischer zellulärer Funktionen ermöglicht.

Auch für die Differenzierung von Stammzellen spielen DNA-Modifikationen eine wichtige Rolle: „Im Genom von Stammzellen wurden mehrere neue DNA-Basen gefunden, die aus chemischen Modifikationen der bekannten DNA-Bausteine hervorgehen und von denen angenommen wird, dass sie für die Entscheidung wichtig sind, in welchen Zelltyp sich die Stammzelle verwandelt“, sagt Professor Thomas Carell vom Department Chemie der LMU. Alle bisher entdeckten neuen Basen beruhen auf Veränderungen der Standard-Base Cytosin. An deren Modifikation sind sogenannte Tet-Enzyme entscheidend beteiligt, wie Carell bereits in der Vergangenheit zeigen konnte.

Oxidation reguliert Genaktivität

Nun konnte Carells Gruppe in Kooperation mit LMU-Kollegen sowie Wissenschaftlern aus Berlin, Basel und Utrecht erstmals nachweisen, dass in embryonalen Stammzellen der Maus auch eine zweite DNA-Base modifiziert vorliegt – und wieder ist Tet beteiligt: „Tet-Enzyme oxidieren im Rahmen der Entwicklung von Stammzellen hin zu spezialisierten Geweben auch die Base Thymidin, wie wir mithilfe hochempfindlicher massenspektrometrischer Methoden nachweisen konnten. Dabei entsteht Hydroxymethyluracil, von dem bisher fälschlicherweise ein anderer Entstehungsweg angenommen wurde“, erklärt Carell.

Die genaue Funktion von Hydroxymethyluracil ist bisher unbekannt. Mit einer neuartigen Methode zur Identifikation von Proteinen, die chemische Signale auf der DNA „lesen“ können, konnten die Wissenschaftler aber bereits zeigen, dass es spezifische Proteine in der Zelle gibt, die Hydroxymethyluracil erkennen und so zu einer Regulation von Genaktivität beitragen können.

„Wir hoffen, dass es mithilfe der neuen Erkenntnisse möglich wird, die Differenzierung von Stammzellen zu beeinflussen – also gezielt bestimmte Zellen entstehen zu lassen“, sagt Carell, „ein Traum wäre es, wenn man aus differenzierten Körperzellen eines Tages komplette neue Organe erzeugen könnte“.
(Nature Chemical Biology 2014) göd

Publikation:
Tet oxidizes thymine to 5-hydroxymethyluracil in mouse embryonic stem cell DNA
Toni Pfaffeneder, Fabio Spada, Mirko Wagner, Caterina Brandmayr, Silvia Laube, David Eisen, Matthias Truss, Jessica Steinbacher, Benjamin Hackner, Olga Kotljarova, David Schuermann, Stylianos Michalakis, Olesea Kosmatchev, Stefan Schiesser, Barbara Steigenberger, Nada Raddaoui, Gengo Kashiwazaki, Udo Müller, Cornelia G Spruijt, Michiel Vermeulen, Heinrich Leonhardt, Primo Schär, Markus Müller & Thomas Carell
Doi:10.1038/nchembio.1532

Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Carell
http://www.carellgroup.de/

Luise Dirscherl | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie