Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

X-Chromosomen - Öffnen von Haarnadelstruktur erhöht die Dosis

29.07.2013
Taufliegenmännchen besitzen nur halb so viele X-Chromosomen wie Weibchen.

Deshalb müssen ihre X-Chromosomen doppelt so aktiv sein, um dieselbe Proteinmenge zu erzielen. LMU-Wissenschaftler beschreiben nun einen neuen Schalter, der die Verdoppelung der Leistung der in Gang setzt.

Bei der Taufliege Drosophila sind – wie auch beim Menschen - die Geschlechtschromosomen ungleich verteilt: Die Weibchen verfügen über zwei X-Chromosomen, die Männchen besitzen nur ein X- und ein sehr viel kleineres Y-Chromosom. Auf dem Y-Chromosom liegen nur wenige Gene, ganz im Gegensatz zum X-Chromosom: Hier befinden sich zahlreiche Gene, in denen die Baupläne für Proteine festgelegt sind.

Daher müssen diese Gene trotz der schlechteren Ausgangslage bei den Männchen in beiden Geschlechtern gleichermaßen zur Ausprägung kommen – anderenfalls sind die Männchen nicht lebensfähig.

Die Männchen kompensieren ihren Mangel, indem dank der sogenannten Dosis-Kompensation die Aktivität aller Gene auf ihrem X-Chromosom verdoppelt wird. Für die Erkennung des X Chromosoms und die Aktivierung der dort befindlichen Gene ist der Dosis-Kompensationskomplex (DCC) verantwortlich: Eine komplizierte molekulare Maschinerie, in der neben sogenannten MSL-Proteinen auch lange RNA Moleküle (roX) vorliegen. „Für das Funktionieren des DCC ist der korrekte Einbau der roX-RNAs essentiell. Wie dies genau geschieht, war bisher allerdings noch ungeklärt“, sagt der LMU-Biologe Professor Peter Becker, der mit seinem Team untersucht, wie die Enzymmaschinerie des DCC reguliert wird.

Schalter mit bindender Wirkung

Einen ersten wichtigen Schritt haben die Wissenschaftler nun geschafft, indem sie zeigen konnten, dass die roX-RNAs ihre Struktur ändern müssen, bevor ein funktionierender DCC zustande kommt. Die RNAs beinhalten eine charakteristische sogenannte Haarnadelstruktur, die in verschiedenen Fliegenspezies übereinstimmt. „Wir waren schon lange der Ansicht, dass eine so weit verbreitete Struktur eine funktionelle Bedeutung haben sollte. Bisher scheiterten allerdings alle Versuche, eine spezifische Bindung der MSL-Proteinkomponenten des DCC an diese Haarnadelstruktur nachzuweisen“, erklärt Becker.

Dieses Geheimnis hat sich nun aufgeklärt: Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass die Bindung nicht direkt an die Haarnadelstruktur erfolgt. Stattdessen muss die Struktur zuerst durch ein bestimmtes Enzym entwunden werden, bevor die MSL Proteine binden können und ein funktionsfähiger DCC entsteht. Die Haarnadelstruktur stellt somit gewissermaßen die „Aus“-Stellung eines Schalters dar, der erst durch ihre Auflösung aktiv wird. „Wir vermuten, dass dieser Schalter nur unter Bedingungen betätigt wird, wie sie an bestimmten Stellen des X-Chromosoms vorliegen – so könnte sichergestellt werden, dass die Dosiskompensation nur bei X-Chromosomen aktiv wird“, sagt Becker.

Die Wissenschaftler nehmen an, dass lange RNAs auch bei anderen regulatorischen Komplexen eine wesentlich aktivere Rolle spielen als gedacht: „Bisher galten diese RNAs nur als Gerüst für die Bindung von Proteinen. Wir vermuten aber, dass sie durch Bindung die Aktivität der assoziierten Proteine beeinflussen. Für den DCC konnten wir das nun zeigen“, sagt Becker, der auf diesem Gebiet weiterforschen wird. „Jetzt wird es erst richtig spannend“. (Molecular Cell 2013) göd

Die Arbeiten wurden von der DFG durch den SFB Transregio 5 gefördert und von der EU im Rahmen des ERC Advanced Grants „Assembly and maintenance of a co-regulated chromosomal compartment“ (ACCOMPLI) unterstützt.

Publikation:
ATP-Dependent roX RNA Remodeling by the Helicase maleless Enables Specific Association of MSL Proteins
Sylvain Maenner, Marisa Müller, Jonathan Fröhlich, Diana Langer and Peter B. Becker
Molecular Cell 2013
http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2013.06.011
Kommentar in der gleichen Ausgabe:
Noncoding roX RNA Remodeling Triggers Fly Dosage Compensation Complex Assembly.
Wutz A. Mol Cell. 2013 Jul 25;51(2):131-2. doi: 10.1016/j.molcel.2013.07.007.
PMID: 23870139 [PubMed - in process]
Kontakt:
Prof. Dr. Peter B. Becker
Adolf-Butenandt-Institut
Tel: +49-89-218075-427
Secretarial Assistant: Edith Müller
Tel: +49-89-218075-428
edith.mueller01@med.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.med.uni-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscherteam der Universität Bremen untersucht Korallenbleiche
24.04.2017 | Universität Bremen

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

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: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

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

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung