Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt

24.05.2017

Forscher der Universität Basel identifizieren wichtiges Regulator-Gen für die Herzklappenbildung, die für die normale Entwicklung des Herzens entscheidend ist. Die Ergebnisse werden heute in der Fachzeitschrift Cell Reports veröffentlicht.

Das Herz ist das erste funktionsfähige Organ, das sich bei Wirbeltierembryonen entwickelt. Beim Menschen beginnt es vier Wochen nach Beginn der Schwangerschaft zu schlagen. Leider zählen angeborene Herzerkrankungen zu den am häufigsten auftretenden Entwicklungsstörungen und sind die Hauptursache für durch Geburtsfehler bedingte Todesfälle. Herzfehler gehen oft mit Fehlbildungen der Herzklappen einher, die benötigt werden, um Blutdruck und Blutfluss in den Herzkammern zu regulieren.

Überraschende Rolle des Transkriptionsfaktors HAND2 bei der Herzklappenbildung

Die von Prof. Zeller und Dr. Zuniga geleitete Forschungsgruppe an der Universität Basel identifizierte das HAND2 genannte Gen als zentralen Regulator, der in Mausembryonen die Bildung der Herzklappen induziert. Dieser Prozess ist grundlegend für die normale Herzentwicklung. Die bisherige Forschung an Mausmodellen ohne HAND2 zeigt, dass das Gen die Entwicklung des Aortenbogens und des rechten Ventrikels reguliert.

Die Forscher begannen daher, die Gene zu ermitteln, die im sich entwickelnden Mäuseherz durch HAND2 kontrolliert werden. Dabei entdeckten sie einen bisher unbekannten Herzfehler in Mausembryonen ohne HAND2. Mutierten Herzen fehlen die kardialen Polster, die sich normalerweise zu Herzklappen entwickeln.

Normalerweise machen die Zellen, welche diese Polster bilden, eine komplexe zelluläre Reorganisation durch wenn sie sich von der Herzwand lösen und in die Polster migrieren, um diese «auszufüllen». Da dieser Mechanismus für die Herzentwicklung entscheidend ist, untersuchten die Forscher, auf welche Weise HAND2 diesen wichtigen Prozess während der Herzklappenentwicklung steuert.

Von HAND2 gesteuertes Gen-Netzwerk

Beim Menschen sind Defekte bei der Herzklappenbildung oft der Grund für verschiedene angeborene Herzfehlbildungen. Über die molekularen Mechanismen, welche die Entwicklung der Herzklappen steuern, ist jedoch noch zu wenig bekannt. Durch Untersuchungen an Mausembryonen konnte die Forschungsgruppe nun das Gen-Netzwerk identifizieren, das von HAND2 gesteuert wird und die Bildung der Herzklappen reguliert.

Die Entdeckung des von HAND2 gesteuerten Gen-Netzwerks ist von allgemeiner Bedeutung, da Mutationen in HAND2 auch mit Herzklappenfehlbildungen bei menschlichen Patienten in Verbindung gebracht werden. «Diese Entdeckung liefert uns nicht nur weiterführende molekulare Erkenntnisse zur Herzklappenentwicklung, sondern eröffnet darüber hinaus die Möglichkeit genetischer Diagnosen für Patienten mit angeborenen Herzfehlbildungen», erklärt der Erstautor Frédéric Laurent vom Departement Biomedizin.

Herzklappen aus Stammzellen

Der Herzklappenersatz zählt zu den am häufigsten durchgeführten Herzoperationen. Man erhofft sich, dass in Zukunft defekte Herzklappen möglicherweise durch Klappen ersetzt werden können, die aus Stammzellen gezüchteten wurden. Daher ist die Identifizierung von HAND2 als zentraler Regulator der Herzklappenbildung ein potenziell wichtiger Beitrag zu dieser Biomedizinischen Forschung.

Originalartikel

Frédéric Laurent, Ausra Girdziusaite, Julie Gamart, Iros Barozzi, Marco Osterwalder, Jennifer A. Akiyama, Joy Lincoln, Javier Lopez-Rios, Axel Visel, Aimée Zuniga, and Rolf Zeller
HAND2 Target Gene Regulatory Networks Control Atrioventricular Canal and Cardiac Valve Development
Cell Reports 19 (2017) | DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2017.05.004

Weitere Auskünfte

Rolf Zeller and Aimée Zuniga, Universität Basel, Departement Biomedizin, Tel. +41 61 207 50 31, E-Mail: rolf.zeller@unibas.ch und aimee.zuniga@unibas.ch

Olivia Poisson | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie