Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Übersetzungsfehler im Gehirn von Demenzpatienten

08.02.2013
Bei manchen Demenzerkrankungen werden stille Bereiche des Erbguts irrtümlich in ungewöhnliche Eiweißstoffe übersetzt. Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in München und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) präsentiert diesen Befund in der aktuellen Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Science“.
Die nun identifizierten Proteine sollten eigentlich nicht existieren, aber sie bilden den Kern bisher rätselhafter Ablagerungen, die bei genetisch bedingten Störungen des Nervensystems aus dem Spektrum der FTD/ALS-Erkrankungen auftreten. Die Eiweißpartikel sind vermutlich schädlich und könnten daher ein Ansatzpunkt für therapeutische Maßnahmen sein.

Die Frontotemporale Demenz (FTD), mitunter auch Frontotemporale Lobärdegeneration (FTLD) genannt, und die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) zählen zu einer Gruppe von Erkrankungen des Nervensystems mit überlappenden Symptomen: Die Patienten leiden häufig unter einer Demenz, Persönlichkeitsveränderungen oder auch unter Sprach- und Bewegungsstörungen.

Die Krankheit bricht oft schon deutlich vor dem 65. Lebensjahr aus. Die Krankheitsursache ist meist unbekannt, in etwa 30 Prozent der Fälle ist sie genetisch bedingt. In Europa zeigt sich bei etwa 10 Prozent aller erkrankten Personen ein besonderer Gendefekt: In der DNA – dem Träger der Erbinformation – ist ein bestimmter Ausschnitt in überlanger Kopie aneinandergereiht.

Gleichzeitig finden sich in den Hirnzellen dieser Patientengruppe Eiweißpartikel, deren Zusammensetzung bislang unbekannt war. Das Team um die Münchner Molekularbiologen Dieter Edbauer und Christian Haass konnte jetzt nachweisen, dass beide Beobachtungen – Gendefekt und Eiweißpartikel - miteinander in Verbindung stehen.

„Wir haben festgestellt, dass diese Proteine auf eine genetische Besonderheit zurückgehen, die bei vielen Patienten auftritt. An einer Stelle im Gen C9orf72 finden sich hundertfache Wiederholungen der Sequenz GGGGCC, die bei gesunden Personen weniger als 20-mal vorkommt“, erläutert Prof. Edbauer, der sowohl am DZNE als auch an der LMU tätig ist. „Erstaunlich ist allerdings, dass daraus Proteine entstehen. Denn diese Wiederholungen liegen in einem Bereich der DNA, der eigentlich nicht in Proteine übersetzt wird.“

Vermeintlich stummer Bereich des Erbguts

In der DNA sind die Baupläne für Proteine hinterlegt. Am Anfang eines solchen Bauplans steht nahezu immer ein fest definiertes molekulares Startsignal. Die Region mit den vielfachen Wiederholungen enthält jedoch kein gängiges Startsignal und sollte daher nicht in Proteine übersetzt werden. Offenbar wird die Prozesskette der Proteinsynthese hier anders als sonst üblich in Gang gesetzt. „Man kennt zwei sehr seltene Alternativen zum gängigen Mechanismus. Welche Vorgänge hier wirksam sind, wissen wir bisher nicht“, so Prof. Haass, Standortsprecher des DZNE in München und Leiter des Lehrstuhls für Stoffwechselbiochemie an der LMU.

Durch Experimente in Zellkulturen konnten die Forscher jedoch nachweisen, dass überlange Abfolgen der Sequenz GGGGCC – auch ohne das gängige Startsignal – tatsächlich in Proteine übersetzt werden. Die gleichen Proteine konnten sie auch in den typischen Partikeln finden, die sich im Gehirn von Patienten ansammeln: Es handelt sich dabei um sehr lange „Dipeptid-Repeat Proteine“, die aus einer Verkettung immer gleicher Bausteine bestehen.

„Das sind sehr ungewöhnliche Proteine, die ansonsten im Körper überhaupt nicht vorkommen“, sagt Edbauer. „Soweit wir wissen, sind sie völlig nutzlos und sehr schlecht löslich. Deswegen bilden sie Aggregate und scheinen die Nervenzelle zu schädigen. Der schädigende Einfluss ist noch nicht eindeutig bewiesen, aber vieles spricht dafür.“ Ihre Besonderheit mache diese Proteine jedenfalls zu einem interessanten Ziel für neuartige Therapien. „Da der Mechanismus ihrer Herstellung so ungewöhnlich ist, finden wir vielleicht Wege, ihre Entstehung gezielt zu hemmen, ohne die Synthese anderer Proteine zu stören. Man könnte auch gegen ihre Aggregation vorgehen und versuchen, ihren Abbau zu beschleunigen.“

Ein Patentantrag ist eingereicht und die Wissenschaftler haben große Pläne. „Es ist unser Traum, am DZNE in München eine Therapie für diese schreckliche Krankheiten zu entwickeln“, so Haass und Edbauer.

Originalveröffentlichung
„The C9orf72 GGGGCC Repeat is Translated into Aggregating Dipeptide-Repeat Proteins in FTLD/ALS”, Kohji Mori, Shih-Ming Weng, Thomas Arzberger, Stephanie May, Kristin Rentzsch, Elisabeth Kremmer, Bettina Schmid, Hans A. Kretzschmar, Marc Cruts, Christine Van Broeckhoven, Christian Haass, Dieter Edbauer, Science Express: https://www.sciencemag.org/content/early/2013/02/07/science.1232927.full

Das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) erforscht die Ursachen von Erkrankungen des Nervensystems und entwickelt Strategien zur Prävention, Therapie und Pflege. Es ist eine Einrichtung in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren mit Standorten in Berlin, Bonn, Dresden, Göttingen, Magdeburg, München, Rostock/Greifswald, Tübingen und Witten. Das DZNE kooperiert eng mit Universitäten, deren Kliniken und außeruniversitären Einrichtungen. Kooperationspartner in München ist unter anderem die Ludwig-Maximilians-Universität (LMU).

Dr. Marcus Neitzert | idw
Weitere Informationen:
http://www.dzne.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Darmflora beeinflusst das Altern
21.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften 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: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten