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 Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise