Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wichtiger Verteidigungsmechanismus menschlicher Zellen gegen springende Gene aufgeklärt

07.10.2013
„Springende Gene“ können genetische Erkrankungen verursachen und können auch an der Entstehung von Tumoren beteiligt sein. Forschern des Paul-Ehrlich-Instituts ist es gelungen, einen bisher unbekannten Mechanismus aufzuklären, den menschliche Zellen nutzen, um diese endogenen Retrotransposons in Schach zu halten.

Im Mittelpunkt steht hierbei ein Mitglied der sogenannten APOBEC3-Proteinfamilie, die den Menschen auch vor der Ausbreitung pathogener Viren schützt. Über die Forschungsergebnisse berichtet Nucleic Acids Research in seiner Online-Ausgabe vom 07.10.2013

Eine Gruppe genetischer Elemente dupliziert und verteilt sich über copy & paste an verschiedenen Stellen im menschlichen Genom. Diese sogenannten Retrotransposons sorgen im günstigen Fall für genetische Veränderungen, die einen evolutionären Vorteil darstellen. Sie können jedoch auch genetische Erkrankungen verursachen oder an der Entstehung von Tumoren beteiligt sein.

Menschliche Zellen geben sich nicht kampflos geschlagen, sondern blockieren über unterschiedliche intrazelluläre Verteidigungsmechanismen die Mobilisierung dieser endogenen transponierbaren Elemente. Nur wenige dieser Schutzmechanismen sind bisher vollständig aufgeklärt.

Bekannt ist inzwischen jedoch, dass ein Enzym der APOBEC3-Proteinfamilie, die Cytidindeaminase APOBEC3C, eine wichtige Rolle spielt. Dieses Protein ist auch an der intrazellulären Verteidigung gegen pathogene Viren beteiligt. APOBEC3C wurde in nahezu allen Zelltypen und Geweben nachgewiesen, die bisher untersucht wurden.

Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts um Prof. Gerald Schumann, Abteilung Medizinische Biotechnologie, haben in früheren Arbeiten gezeigt, dass über APOBEC3C die Aktivität der LINE-1- (long interspersed element-1) und Alu-Retrotransposons um bis zu 75 Prozent gehemmt werden [1,2]. Sie gingen jetzt der Frage nach, über welchen Mechanismus dies erfolgt.

Dabei stellten sie fest, dass nicht die Cytidindeaminase-Aktivität für die Hemmung verantwortlich ist. Vielmehr führt die Wechselwirkung zwischen einer Ribonukleinsäure (RNA), APOBEC3C-Proteinen und dem LINE-1-kodierten Protein ORF1p zu einer räumlichen Blockade des Enzyms Reverse Transkriptase, das ebenfalls zur LINE-1-Proteinmaschinerie gehört. Dadurch kann dieses Enzym die genetische Information nicht mehr effizient ablesen. Diese Blockade verhindert sowohl das Kopieren als auch den Einbau der springenden Gene.

„Erstmals ist es gelungen, einen Mechanismus der LINE-1-Restriktion durch ein Mitglied der APOBEC3-Proteinfamilie aufzuklären“, erläutert Prof. Gerald Schumann und ergänzt: „Möglicherweise könnte dieser Mechanismus genutzt werden, um über eine Überexpression von APOBEC3C therapeutisch relevante Zellen vor der unkontrollierten und schädigenden Aktivität springender Gene zu schützen.“

Originalpublikation: Horn AV, Klawitter S, Held U, Berger A, Vasudevan AA, Bock A, Hofmann H, Hanschmann KM, Trösemeier JH, Flory E, Jabulowsky RA, Han J, Löwer J, Löwer R, Münk C, Schumann GG: Human LINE-1 restriction by APOBEC3C is deaminase independent and mediated by an ORF1p interaction that affects LINE reverse transcriptase activity. Nucleic Acids Res. 2013, epub ahead of print

Referenzen:
1.Muckenfuss H et al. (2006). APOBEC3 proteins inhibit human LINE-1 retrotransposition. J. Biol. Chem. 281: 22161-22172.

2.Schumann GG et al. (2010). Unique functions of the repetitive transcriptome. Int. Rev. Cell. Mol. Biol. 285: 115-188.

Dr. Susanne Stöcker | idw
Weitere Informationen:
http://www.pei.de/DE/infos/presse/pressemitteilungen/2013/11-verteidigungsmechanismus-menschlicher-zellen-gegen-springende-gene.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie