Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Transkriptionsfaktoren: Funktion folgt Form

15.10.2013
Räumliche Struktur bestimmt Aktivität von Transkriptionsfaktoren

Lehm kann in verschiedene Formen für unterschiedliche Objekte wie Tassen, Teller oder Ziegel gebracht werden. In ähnlicher Weise können Proteine​​ ihre Gestalt verwandeln und so ihre Funktion und Aktivität anpassen.


Einzelne Abschnitte des Glukokorticoid-Rezeptors ändern ihre räumliche Struktur (rot), wenn der Rezeptor an DNA (links) bindet oder wenn eine zusätzliche Aminosäure in die DNA-Bindungsdomäne eingebaut wird (rechts).

© MPI f. molekulare Genetik/Meijsing

Forscher vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin haben Proteine auf solche Formveränderungen untersucht, die die Aktivität von Genen steuern, sogenannte Transkriptionsfaktoren. Dabei haben sie entdeckt, dass die DNA die Form des Glukokortikoidrezeptors verändert und wie verschiedene Domänen des Moleküls miteinander kommunizieren.

Zusätzlich kann er seine Aktivität anpassen, je nachdem welche DNA-Sequenz er gerade gebunden hat. Außerdem ändert sich die Vernetzung von Domänen des Proteins durch Einbau einzelner Aminosäuren in die Proteinkette. Damit werden verschiedene Gene unterschiedlich stark abgelesen.

Transkriptionsfaktoren sind dafür verantwortlich, dass die richtigen Gene abgelesen und so Proteine in der richtigen Menge produziert werden. Sie binden an spezielle DNA-Abschnitte in der Nähe von Genen, wie zum Beispiel Promotoren. Allerdings funktionieren die Transkriptionsfaktoren nicht einfach wie ein An/Aus-Schalter, sondern eher wie ein Lautstärke-Regler, der ein feines Steuern der Expression von Genen ermöglicht.

Der Glukokortikoidrezeptor ist ein Transkriptionsfaktor, der beispielsweise beim Fasten durch das Hormon Kortisol aktiviert wird und so die Freisetzung von Glucose in der Leber bewirkt. Er spielt darüber hinaus wegen seiner entzündungshemmenden Wirkung eine wichtige Rolle bei der Behandlung von Krankheiten, die durch ein überaktives Immunsystem bedingt sind, wie Allergien, Autoimmunerkrankungen oder Asthma. Verschiedene Signale bestimmen seine Aktivität, zwei davon sind: Einerseits die DNA, an die der Glukokortikoidrezeptor bindet, um die Gene zu regulieren. Das zweite Signal ist der Einbau zusätzlicher Aminosäuren in das Protein.

Die Berliner Max-Planck-Forscher haben untersucht wie diese beiden Signale beeinflussen, welche Gene vom Glukokortikoidrezeptor reguliert werden und wie sie die Stärke der Regulation beeinflussen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die DNA nicht einfach ein passiver Klettband ist, der von Proteinen gebunden werden kann. Vielmehr ändert die DNA die Form der Proteine und damit die Kommunikation zwischen verschiedenen Proteinen-Domänen“, erklärt Sebastiaan H. Meijsing vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik. Auf diese Weise kann der Glukokortikoidrezeptor seine Aktivität auf einzelne Gene anpassen.

Außerdem existieren verschiedene Varianten des Glukokortikoidrezeptors. Sie entstehen, wenn die ursprüngliche RNA-Kette, die beim Ablesen des Glukokortikoidrezeptor-Gens entstanden ist, nachträglich noch verändert wird. Bei diesem als alternativen Spleißen bezeichneten Prozess können zusätzliche Bausteine in die Aminosäurekette des Proteins eingefügt werden. Die Modifizierung verändert die Vernetzung verschiedener Bereiche des Glukokortikoidrezeptors miteinander. Dadurch können dann unterschiedliche Gene verschieden stark abgelesen werden. „Transkriptionsfaktoren ändern also wie Chamäleons ihre Erscheinung. Sie können so auf unterschiedliche Signale reagieren und Gene besonders fein regulieren“, sagt Meijsing.

Ansprechpartner

Dr. Sebastian Meijsing
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Telefon: +49 30 8413-1176
E-Mail: meijsing@­molgen.mpg.de
Dr. Patricia Marquardt
Pressestelle
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Telefon: +49 30 8413-1716
Fax: +49 30 8413-1671
E-Mail: patricia.marquardt@­molgen.mpg.de
Originalpublikation
Morgane Thomas-Chollier, Lisa C. Watson, Samantha B. Cooper, Miles A. Pufall, Jennifer S. Liu, Katja Borzym, Martin Vingron, Keith R. Yamamoto, Sebastiaan H. Meijsing
A naturally occuring insertion of a single amino acid rewires trancriptional regulation by glucocorticoid receptor isoforms

PNAS, 14. Oktober 2013

Dr. Sebastian Meijsing | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/7568821/transkriptionsfaktor_glukokortikoidrezeptor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise