Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Systembiologie: Neue Datenbank für Bindungsstellen der Regulationsproteine

16.05.2011
In den letzten Jahren stieg die Menge der Daten in der Systembiologie enorm an. Damit kam der Anspruch auf, diese Datenmengen in speziellen Datenbanken zu erfassen und die komplexen Wechselwirkungen zwischen zellulären Komponenten und biologischen Funktionen zu entschlüsseln.

Die Forschungsgruppe von Mihaela Zavolan vom Biozentrum der Universität Basel hat nun zwei wichtige Regulationsproteine untersucht und ihre Bindungsstellen identifiziert. Dabei konnte sie systematische Ungenauigkeiten bei der derzeit verwendeten Technik feststellen. Ihre Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift «Nature Methods» veröffentlicht und in einer neuen Datenbank erfasst.

Proteine sind Grundbausteine aller Organismen. Abgesehen von ihrer strukturellen Funktion sind sie für die Durchführung aller Lebensvorgänge verantwortlich, von Zellwachstum, Teilung und Differenzierung bis hin zum programmierten Zelltod. Zur Herstellung von Proteinen wird die genetische Information einer Zelle zunächst auf Boten-RNAs (mRNAs) kopiert. Die ribosomale Maschinerie der Zelle liest diese Information ab, um entsprechende Proteine herzustellen. Regulationsproteine (RBP), die sich an Boten-RNAs (mRNAs) binden, erhöhen oder verringern die Stabilität der RNA und haben damit Einfluss auf die Menge der Proteinproduktion. Der Verlust einer solchen regulatorischen Interaktion führt zu einer Vielzahl von Krankheiten, einschliesslich Krebs.

Die CLIP-Methode
Jede Zelle enthält Tausende von verschiedenen mRNAs und Hunderte von RBPs. Eine einzelne mRNA ist in der Regel durch mehrere RNA-bindende Proteine (RBPs) gebunden. Ein RBP wiederum ist häufig Ziel von vielen verschiedenen mRNAs. Daher ist es äusserst schwierig, genau herauszufinden, welche Wechselwirkungen für einen biologischen Prozess von Bedeutung sind. CLIP (Crosslinking and Immunoprecipitation) ist eine Methode um RNAs zu katalogisieren, die mit einem Protein eines bestimmten Zelltyps interagieren. Die CLIP-Methode ermöglicht dabei, die Interaktionsstandorte in hoher Auflösung zu lokalisieren. Die Anwendung dieser Technik auf verschiedene Proteine und Zelltypen ermöglicht den Aufbau einer Datenbank für diese Bindungsstellen. Eine Vielzahl von Wissenschaftlern nutzt diese Datenbanken zur Entschlüsselung von Regulationsverläufen.
Nützliche Fehler helfen Bindungsstellen zu identifizieren
Prof. Mihaela Zavolans Forschungsgruppe am Biozentrum der Universität Basel hat verschiedene, derzeit verwendete CLIP-Methoden analysiert. Beim Vergleich von in vitro-Messungen mit in vivo gewonnenen CLIP-Daten konnten sie zeigen, dass die bei CLIP-Experimenten durchgeführte RNA-Fragmentierung zu Ungenauigkeiten in der Anzahl der identifizierten Bindungsstellen führen kann. Grund dafür ist, dass einige Bindungsstellen im Verlauf der Versuche leichter verloren gehen als andere. Bei eingeschränkter RNA-Fragmentierung in Kombination mit entsprechender rechnerischer Analyse wird diese Fehlerquelle minimiert.

Darüber hinaus entdeckte die Forschungsgruppe, dass es bei der Experimentdurchführung aller getesteten CLIP-Verfahren zu Mutationen in den Bindungsstellen kommt. Diese «Fehler» können jedoch verwendet werden, um die RNA-RBP-Bindungsstellen sehr genau zu lokalisieren. Zeigen konnte die Zavolan-Gruppe ihre Ergebnisse anhand zweier RBPs, die eine zentrale Rolle bei der Regulation der mRNA-Stabilität spielen: HuR, das in der Regel die Stabilität der Ziel-mRNAs erhöht, sowie Argonaut 2 (Ago2), das im Allgemeinen den mRNA-Abbau fördert.

Kenntnisse über das komplizierte Geflecht der Protein-RNA-Wechselwirkungen lässt Forscher die Steuerungsmechanismen biologischer Prozesse besser verstehen. Zudem liefern die Erkenntnisse Erklärungsansätze dafür, wie kleinste Unterschiede der genetischen Codes einzelner Individuen zu Unterschieden in der Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten innerhalb einer gesamten Population führen können. Um weitere Untersuchungen in diesem Forschungsfeld zu unterstützen, hat die Gruppe von Zavolan eine Datenbank entwickelt, die unter www.clipz.unibas.ch zugänglich ist und Forschenden ermöglicht, die von ihnen untersuchten Bindungsstellen zu lokalisieren.

Originalbeitrag
Shivendra Kishore, Lukasz Jaskiewicz, Lukas Burger, Jean Hausser, Mohsen Khorshid, Mihaela Zavolan
A quantitative analysis of CLIP methods for identifying binding sites of RNA-binding proteins

Nature Methods (2011), doi:10.1038/nmeth.1608, Published online15 May 2011

Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Mihaela Zavolan, Biozentrum der Universität Basel, Bioinformatik, Klingelbergstrasse 50/70, 4056 Basel, Tel. 061 267 15 77, E-Mail: mihaela.zavolan@unibas.ch

Heike Sacher, Public Relations, Biozentrum, Universität Basel, Klingelbergstrasse 50/70, 4056 Basel, Tel. 061 267 14 49, E-Mail heike.sacher@unibas.ch

Heike Sacher | idw
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte