Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

„Steuermann“ für die Regulation der Genaktivität

13.10.2014

Aktivität des Mikroprozessor-Komplexes kontrolliert Bildung von miRNA in der Zelle

Die Steuerung der Aktivität der Gene gehört zu den spannendsten Bereichen der aktuellen Genomforschung. Einer Forschungsgruppe des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin ist es jetzt gelungen, eine Methode für die Untersuchung eines frühen Schritts bei der Synthese von microRNA-Molekülen in lebenden Zellen zu entwickeln.

In der aktuellen Ausgabe der ZeitschriftDie Steuerung der Aktivität der Gene gehört zu den spannendsten Bereichen der aktuellen Genomforschung. Einer Forschungsgruppe des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin ist es jetzt gelungen, eine Methode für die Untersuchung eines frühen Schritts bei der Synthese von microRNA-Molekülen in lebenden Zellen zu entwickeln.

In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Cell Reports beschreiben die Wissenschaftler um Ulf Ørom, dass die Aktivität des Mikroprozessor-Komplexes den wichtigsten Schritt für die Bildung von miRNAs darstellt und als verlässliches Maß für den Gehalt an reifen miRNAs in der Zelle herangezogen werden kann.

microRNAs (miRNAs) sind kurze, hoch konservierte RNA-Moleküle, die nicht in Proteine übersetzt werden, sondern eine wichtige Rolle bei der Regulation der Genaktivität spielen. Sie binden an die messengerRNA ihrer Zielgene, die daraufhin nicht mehr in Proteine übersetzt oder sogar gezielt abgebaut werden.

Seit einigen Jahren ist bekannt, dass bei der Bildung der miRNA zunächst die aus mehreren hundert Nukleotiden bestehende primary miRNA (pri-miRNA) entsteht. Diese wird noch innerhalb des Zellkerns durch den sogenannten Mikroprozessor, einen Komplex aus mehreren Proteinen, zur nur noch ca. 60 Nukleotide langen precursor miRNA (Vorläufer-miRNA, pre-miRNA) umgewandelt.

Die pre-miRNA wird aktiv aus dem Zellkern in das Zytoplasma transportiert und dort zur reifen miRNA verarbeitet. Diese verbindet sich schließlich mit einem großen Komplex aus verschiedenen Proteinen und Nukleinsäuren, der spezifisch messengerRNAs im Zytoplasma binden und dadurch deren Übersetzung in Proteine verhindern kann.

Die Steuerungsmechanismen für diesen grundlegenden, in allen Zellen stattfindenden Vorgang sind extrem komplex. Schon länger ist bekannt, dass die Aktivität vieler miRNAs nach der Prozessierung durch den Mikroprozessor-Komplex sowohl beim Transport ins Zytoplasma als auch bei der Weiterverarbeitung zur reifen miRNA beeinflusst werden kann.

Darüber hinaus wurde beschrieben, dass bereits die Abschrift der pri-miRNA-Moleküle von der DNA (Transkription) gewebespezifisch reguliert wird. Wissenschaftler unter der Leitung von Ulf Ørom vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin konnten jetzt erstmalig zeigen, dass die Bildung der miRNA insbesondere bei der „Verarbeitung“ der pri-miRNA durch den Mikroprozessor-Komplex gesteuert wird. 

Die Berliner Forscher entwickelten eine neue Methode, um die einzelnen Schritte bei der Prozessierung der pri-miRNA zur pre-miRNA detailliert zu untersuchen und vor allem auch mengenmässig zu erfassen. Sie konnten zeigen, dass kein direkter Zusammenhang zwischen der Anzahl an transkribierten pri-miRNA-Molekülen und der Aktivität des Mikroprozessors existiert.

Eine starke Abhängigkeit fanden sie dagegen zwischen der Aktivität des Mikroprozessors und der Anzahl an reifen miRNAs in der Zelle. Die später erfolgenden Regulationsmechanismen beim Transport in das Zytoplasma und die Bildung der reifen miRNA können diesen grundsätzlichen Zusammenhang nicht aufheben. Aus diesem Grund gehen die Wissenschaftler davon aus, dass die Aktivität des Mikroprozessors den wichtigsten Schritt bei der Regulation der miRNA-Entstehung darstellt.

Es gibt Hinweise, dass die Aktivität des Mikroprozessors auch an krankhaften Prozessen wie Entzündungsvorgängen und Krebs beteiligt ist. Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen, die Fehlregulation der miRNA-Synthese bei Erkrankungen besser zu verstehen und vielleicht eines Tages auch beeinflussen zu können.

Originalveröffentlichung:
Conrad T, Marsico A, Gehre, M & Ørom UA. Microprocessor Activity Controls Differential miRNA Biogenesis In Vivo. Cell Reports, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2014.09.007

Weitere Informationen:

http://www.molgen.mpg.de

Dr. Patricia Marquardt | Max-Planck-Institut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen
27.06.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Glykane als Biomarker für Krebs?
27.06.2017 | 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: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie