Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Viren mit eingebautem Gen-Schalter

20.08.2012
Wissenschaftler aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum entwickelten so genannte „RNA-Schalter“, mit denen sie in Viren Gene gezielt an- oder abschalten können. Damit sollen in Zukunft Gentherapien oder Virustherapien von Krebs besser reguliert werden.

Zahlreiche Viren stehen heute im Dienst der Wissenschaft. Sie sollen als Gentaxis therapeutische Gene in Körperzellen einschleusen oder gezielt als Virustherapie Krebszellen infizieren und zerstören.

Für solche Einsätze werden die Viren oft mit zusätzlichen Genen ausgestattet, etwa für Immun-Botenstoffe oder für Proteine, die den programmierten Zelltod auslösen. Diese Genprodukte könnten dem Körper jedoch schaden, würden sie zum falschen Zeitpunkt oder in zu großer Menge freigesetzt. „Ideal wäre es, wenn wir die eingeschleusten Gene zu einem bestimmten Zeitpunkt gezielt an- oder abschalten könnten“, sagt Dr. Dirk Nettelbeck, Virologe aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum.

Patrick Ketzer, Mitarbeiter in Nettelbecks Arbeitsgruppe, experimentierte zu diesem Zweck gemeinsam mit Kollegen von der Universität Konstanz mit so genannten RNA-Schaltern. Um einen solchen Schalter zu konstruieren, fügen die Forscher in direkter Nachbarschaft des eingeschleusten Gens synthetische DNA-Abschnitte in das Viruserbgut ein. Dieses Konstrukt wird in der infizierten Zelle gemeinsam mit dem eingeschleusten Gen zu einem einzigen Boten-RNA-Molekül (mRNA) abgelesen.
Mit einem Wirkstoff, den die Wissenschaftler zu den virusinfizierten Zellen geben, wird der Schalter betätigt. Die Substanz dockt passgenau an das RNA-Molekül an und veranlasst es, sich selbst zu zerschneiden. So kann das potentiell gefährliche Protein nicht hergestellt werden. Diesen Regulationsmechanismus haben sich die Forscher von Bakterien abgeschaut, die die Produktion zahlreicher Proteine über RNA-Schalter steuern.

Die DKFZ-Virologen konstruierten zunächst einen RNA-Schalter, der durch den Wirkstoff permanent in der „aus“-Position gehalten wird. Erst wenn kein Wirkstoff mehr zugegeben wird, startet die Produktion des fremden Proteins. „Das war ein erster Beweis, dass RNA-Schalter in Viren überhaupt funktionieren. Genauso gut ist es aber umgekehrt möglich, Schalter zu konstruieren, die erst bei Wirkstoffzugabe die Proteinproduktion ermöglichen“, erklärt Dirk Nettelbeck.

In Zellen lassen sich Gene bereits seit vielen Jahren gezielt an- und abschalten. Wissenschaftler veränderten dazu bestimmte als „Promoter“ bezeichnete natürliche Schalterregionen im zellulären Erbgut. Das bewirkt, dass die Zugabe des Antibiotikums Tetrazyklin die mRNA-Produktion an- oder ausschaltet.

„Diese Art von Schaltern ist für eine Anwendung in Viren jedoch zu groß und komplex oder funktioniert dort nicht“, erklärt Dirk Nettelbeck. „Die RNA-Schalter dagegen sind gerade mal 100 Basenpaare lang.“ Mit den RNA-Schaltern konnten die Forscher um Nettelbeck die Produktion des therapeutischen Gens um das zehnfache steigern. „Da ist aber noch viel Luft nach oben“, erklärt Nettelbeck. „Die Konstruktion von RNA-Schaltern ist extrem variabel. Ist die Technik einmal ausgereift, werden wir Viren für zahlreiche therapeutische Anwendungen besser ausrüsten und kontrollieren können.“ Nettelbeck und sein Team sind davon überzeugt, dass die praktischen RNA-Schalter sich auch für vielfältige weitere Anwendungen in Forschung und Medizin durchsetzen werden.

Patrick Ketzer, Simon F. Haas, Sarah Engelhardt, Jörg S. Hartig und Dirk M. Nettelbeck: Synthetic Riboswitches for External Regulation of Genes Transferred by Replication-Deficient and Oncolytic Adenoviruses. Nucleic Acids Research 2012; doi:10.1093/nar/gks734.

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 2.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Ansätze, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden.

Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Das Zentrum wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren.

Dr. Stefanie Seltmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.dkfz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Frage der Dynamik
19.02.2018 | Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

nachricht Forscherteam deckt die entscheidende Rolle des Enzyms PP5 bei Herzinsuffizienz auf
19.02.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

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: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

Unternehmenssteuerung und Controlling im digitalen Zeitalter

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Stahl ist nicht gleich Stahl: Informatiker und Materialforscher optimieren Werkstoffklassifizierung

19.02.2018 | Materialwissenschaften

Wenn Eiweiße einander die Hand geben

19.02.2018 | Materialwissenschaften

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics