Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Suche nach dem Schlüssel für den mRNP-Code

27.03.2015

18 neue Schwerpunktprogramme hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) vor Kurzem genehmigt; eines davon wird von Wissenschaftlern der Universitäten Würzburg und Köln koordiniert. Sein Ziel: Ungelöste Fragen bei der Umwandlung der Information eines Gens in ein Protein zu beantworten.

Im Prinzip klingt die Angelegenheit einfach: Jedes Gen kodiert ein Protein. Um die Information aus dem Zellkern, wo die DNA liegt, in das Zellplasma zu transportieren, wo die Proteine synthetisiert werden, kommt ein „Bote“ zum Einsatz – die sogenannte messenger-RNA, kurz mRNA. Sie bildet quasi eine Abschrift des jeweiligen Gens und liefert den Bauplan für das benötigte Protein.

In der Realität ist dieser Prozess weitaus komplizierter: „Die mRNA liegt niemals nackt vor, sondern ist mit einer Vielzahl von Proteinen bedeckt, die selbst bestimmte Funktionen übernehmen“, erklärt Professor Utz Fischer.

Rund 1.000 solcher Proteine sind nach Fischers Worten heute bekannt. Sie können sich in unterschiedlichen Kombinationen dem mRNA-Strang anheften und damit ein „unglaublich komplexes Netzwerk“ bilden. mRNP, oder messenger-Ribonukleoproteine heißen diese Verbindungen aus mRNA und assoziierten Proteinen.

105 Millionen Euro für 18 Schwerpunktprogramme

Utz Fischer hat an der Universität Würzburg den Lehrstuhl für Biochemie inne. Gemeinsam mit seinem Kollegen, dem Privatdozenten Niels H. Gehring von der Universität Köln, hat er bei der DFG den Antrag eingereicht, ein neues Schwerpunktprogramm einzurichten, das dieses Netzwerk unter die Lupe nehmen soll. Mit Erfolg: Unter den 18 neuen Programmen, die die DFG jetzt genehmigt hat, sind Fischer und Gehring dabei. Sie koordinieren das Vorhaben: „Deciphering the mRNP code: RNA-bound Determinants of Post-transcriptional Gene Regulation”.

Schwerpunktprogramme dienen laut Aussage der DFG dazu, „grundlegende wissenschaftliche Fragestellungen in besonders aktuellen oder sich gerade bildenden Forschungsgebieten“ zu untersuchen. Das Interesse daran ist groß: Unter 87 Konzepten mussten die DFG-Gremien diesmal eine Auswahl treffen; nur 18 – also gerade mal 20 Prozent – waren erfolgreich. Für sie stehen in einer ersten Förderperiode in den kommenden drei Jahren insgesamt rund 105 Millionen Euro zur Verfügung; rund sechs Millionen Euro davon gehen an das Programm, das Fischer und Gehring koordinieren werden. In der Regel werden die Schwerpunktprogramme sechs Jahre gefördert.

Wie Proteine untereinander kommunizieren

„Wenn von einem Gen eine Abschrift in Form einer mRNA gemacht wird, heißt das noch lange nicht, dass es anschließend auch zur Synthese des jeweiligen Proteins kommt“, erklärt Utz Fischer. Tatsächlich entscheiden die anhaftenden Proteine darüber, wann die mRNA zum Einsatz kommt, in welcher Menge Proteine produziert werden, wie lange der Strang arbeitet und wo er aktiv wird. Sie sind damit im Wesentlichen dafür verantwortlich, dass Zellen schnell in der Lage sind, auf veränderte Umweltbedingungen zu reagieren, beispielsweise überraschend im Krankheitsfall oder ganz regulär während der Entwicklung des Organismus.

Dafür müssen diese Proteine auch untereinander kommunizieren. Dass sie das tun, ist bekannt; wie diese Kommunikation allerdings im Detail abläuft, ist noch weitestgehend unklar. Dass dieser Prozess einer gewissen Dynamik unterliegt, verkompliziert die Erforschung zusätzlich: „Der mRNP-Code ändert sich dramatisch im Laufe des Lebens der mRNA“, so Fischer. Damit ist er allerdings auch anfällig für Fehler, was medizinisch relevant sein kann. „Defekte in Abschnitten von mRNA, aber auch in Proteinen, die mit ihr wechselwirken, sind häufige Ursache vieler verschiedener Krankheiten des Menschen“, sagt Fischer. Bekannte Beispiele dafür sind neurologische Störungen wie Schizophrenie oder das Fragile X-Syndrom.

Die Bekanntgabe der neuen Schwerpunktprogramme markiert gleichzeitig den Start eines neuen Auswahlverfahrens. Denn bislang steht noch nicht fest, wer gemeinsam mit Fischer und Gehring versuchen wird, das komplexe Netzwerk von Proteinen und mRNA-Strängen zu entflechten. Wissenschaftler aus ganz Deutschland haben in den kommenden Monaten die Möglichkeit, Förderanträge an die DFG zu richten. Diese werden anschließend „in einem strengen Begutachtungsverfahren auf ihre wissenschaftliche Qualität und ihren Beitrag zum jeweiligen Hauptthema geprüft“, wie die DFG mitteilt. Erst Ende dieses Jahres werden Fischer und Gehring also genau wissen, wie viele Gruppen und Projekte sie tatsächlich koordinieren werden. Fischer rechnet mit 15 bis 20 Forscher-Teams aus unterschiedlichen Fachgebieten – angefangen bei der Biologie über Strukturbiologie und Biochemie bis zur Bioinformatik.

Moderne Technik produziert gewaltige Datenmengen

Diese sollen sich dann auch mit einem weiteren ungelösten Rätsel rund um den mRNP-Code beschäftigen: Unter den etwa 1.000 bislang bekannten Proteinen, die sich dem mRNA-Strang anlagern, finden sich zahlreiche Enzyme, die sich bisher damit noch nicht in Verbindung bringen ließen. „Es ist unklar, weshalb sie mit der mRNA interagieren und vor allen Dingen, was sie mit dieser machen. Hier erwarten wir noch so manche Überraschung“, so der Biochemiker.

Sechs Jahre werden nach Aussage der Wissenschaftler wohl nicht ausreichen, um den mRNP-Code in allen Details zu entschlüsseln. Dennoch ist Fischer sicher, dass es gelingen wird, „ein gutes Stück weiterzukommen“. Dazu trage auch die schnell voranschreitende Entwicklung neuer Technologien bei. Mit Hilfe beispielsweise des next generation sequencing und Analysen im Großdurchsatz sei die Wissenschaft inzwischen in der Lage, innerhalb kurzer Zeit gewaltige Mengen an Daten zu produzieren, die anschließend von Bioinformatikern aufgearbeitet werden können.

„Wenn wir in der Lage sind, den mRNP-Code zu verstehen, wird das unser Wissen über die Regulation der Genexpression vervollständigen“: Davon ist Utz Fischer überzeugt. Gleichzeitig werde dieses Wissen einen bedeutenden Einfluss auf die biomedizinische Forschung haben. Von der Tatsache, dass es sich dabei um ein äußerst komplexes Problem handelt, müsse man sich seiner Meinung nach nicht abhalten lassen. „Vielleicht ist es unter dem Strich ja simpler als man denkt.“

Kontakt

Prof. Dr. Utz Fischer, Lehrstuhl für Biochemie, T: (0931) 31-84029, utz.fischer@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | 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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften