Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zellulärer Transporter an der Stilllegung von Genen beteiligt - Importin lotst Schaltermolekül zum Einsatzort

23.02.2009
Die gezielte Ausschaltung bestimmter Gene ist für die Genregulation - und auch für die Entstehung von Krebs - von zentraler Bedeutung: Kleine nicht-kodierende Ribonukleinsäuren (miRNAs) gehen mit sogenannten Argonaut-Proteinen einen Komplex ein und sorgen dafür, dass Erbinformation "stillgelegt" oder sogar abgebaut wird.

Wie dieser zelluläre Schalter gesteuert wird, war bisher weitgehend unbekannt. Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Biochemie gelang es nun, das Protein Importin 8 als zentralen Faktor zu identifizieren, der dem Schaltermolekül hilft, sein Ziel zu erkennen.

Ribonukleinsäuren (RNAs) transportieren in Form von messenger-RNAs (mRNAs) die in der DNA enthaltene Erbinformation zu den Proteinfabriken der Zelle und sorgen so dafür, dass unsere genetische Information in Proteine umgesetzt wird. Aber sie haben auch wichtige regulatorische Funktionen: Kleine nicht-kodierende Ribonukleinsäuren (miRNAs) beeinflussen die Stabilität der mRNA und können Gene ausschalten, indem sie deren Übersetzung in Proteine hemmen.

Damit spielen sie für die Genregulation eine wichtige Rolle und bestimmen mit, welche Proteine in welcher Zelle produziert werden. Fehler in der Genregulation können unter anderem zur Entstehung von Krebs und neurodegenerativen Krankheiten führen. Deshalb sind miRNAs wichtige Objekte der Grundlagenforschung und könnten in Zukunft auch für die Therapie von Krankheiten wichtig werden.

Allerdings schaffen miRNAs es nicht allein, Gene stillzulegen, sondern sie benötigen weitere Proteine als Helfer: Eine zentrale Rolle spielen hierbei sogenannte Argonaut-Proteine, für den Menschen ist vor allem das Protein Ago2 wichtig. Es bildet mit miRNAs einen Komplex, der an die RNA bindet und so verhindert, dass deren genetische Information abgelesen wird - entweder, indem "nur" das Ablesen blockiert wird, oder indem die mRNA zerschnitten und abgebaut wird. "Über die Regulierung dieses Komplexes ist allerdings noch nicht viel bekannt", erklärt Gunter Meister, der Leiter der Forschungsgruppe RNA-Biologie am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried. Bisher konnte lediglich ein negativer Faktor identifiziert werden, der das Stilllegen von Genen verhindert: In diesem Fall besetzt ein bestimmtes Molekül die Bindungsstelle des Ago-miRNA-Komplexes an der mRNA, sodass der Komplex nicht mehr dort andocken kann. Meisters Team hat nun den ersten positiven Effekt entdeckt, d.h. den Wissenschaftlern gelang es, ein Protein zu identifizieren, das vorhanden sein muss, damit die mRNA blockiert werden kann: Das Protein Importin 8.

Importin 8 interagiert in der Zelle mit Ago und miRNA und ist notwendig, damit der Ago-miRNA-Komplex seine Bindungsstelle an der mRNA erreicht: Es wirkt quasi als Wegweiser, der den Komplex im Zytoplasma - also im Zellraum außerhalb des Zellkerns - an die richtige Stelle lotst und so ein effizientes und spezifisches Ausschalten der Gene ermöglicht. "Ohne Importin 8 kann die mRNA nicht stillgelegt werden" betont Lasse Weinmann, der die Studie im Rahmen seiner Doktorarbeit durchführte.

Die Wissenschaftler fanden sogar noch eine zweite Wirkungsweise von Importin 8, die die Genregulierung beeinflussen könnte: Importine sind Moleküle, die als zelluläre Transporter andere Proteine in den Zellkern befördern. "Dass unser Fund zu den Importinen gehört, legte die Vermutung nahe, dass auch Transportprozesse bei der Ausschaltung von Genen eine Rolle spielen könnten", berichtet Meister. Tatsächlich konnten die Forscher nachweisen, dass Importin 8 am Transport des Ago-miRNA-Komplexes in den Zellkern beteiligt ist. Dies ist interessant, weil seit Jahren kontrovers diskutiert wird, ob es kleine nicht-kodierende RNAs auch im Kern gibt. "Unser Fund weist darauf hin, dass der Ago-miRNA-Komplex im Kern eine Funktion haben muss. Möglicherweise ist er dort ebenfalls an der Regulierung von Genen beteiligt. Vorstellbar ist aber auch, dass es noch andere, bisher unbekannte Funktionen gibt", erklärt Meister, "unsere Ergebnisse sind ein Anfang, um diese Fragen aufzuklären".

Originalveröffentlichung:
Weinmann et al.: Importin Is a Gene Silencing Factor that Targets Argonaute Proteins to Distinct mRNAs; Cell. 2009, Feb 6;136(3):496-507.

Kontakt:

Dr. Gunter Meister
RNA Biologie
meister@biochem.mpg.de
Dr. Monika Gödde/Eva-Maria Diehl
Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biochemie
An Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Tel 089 8578 2824
goedde@biochem.mpg.de/diehl@biochem.mpg.de

Eva-Maria Diehl | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.biochem.mpg.de/meister
http://www.biochem.mpg.de/news/pressroom/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Vom künstlichen Hüftgelenk bis zum Fahrradsattel
21.02.2018 | Frankfurt University of Applied Sciences

nachricht Der „heilige Gral“ der Peptidchemie: Neue Strategie macht Peptid-Wirkstoffe oral verfügbar
21.02.2018 | Technische Universität München

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: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

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

Erste Verteidigungslinie gegen Grippe weiter entschlüsselt

21.02.2018 | Medizin Gesundheit

Der „heilige Gral“ der Peptidchemie: Neue Strategie macht Peptid-Wirkstoffe oral verfügbar

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Designvielfalt für OLED-Beleuchtung leicht gemacht

21.02.2018 | Messenachrichten

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