Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zweites Gesicht eines krebserzeugenden Proteins

18.02.2016

Das Protein Mdm2 war bisher nur für seine Rolle bei der Entstehung von Krebs bekannt. Göttinger Forscher haben nun nachgewiesen, dass Mdm2 auch in der Zelldifferenzierung eine wichtige Funktion hat. Veröffentlicht in Molecular Cell.

Eine Strategie im Kampf gegen die Krankheit Krebs ist, die Tumorzellen bei ihrer Vermehrung zu stören. Göttinger Grundlagenforscher haben jetzt einen möglichen neuen Ansatzpunkt für Medikamente entdeckt, mit dem sich die Vermehrung von Krebszellen und damit das Tumorwachstum beeinflussen lassen könnten.


Mikroskopische Aufnahmen von Zellen, in denen Mdm2 (rot) und die PRC2-Komponente Suz12 (grün) per Immunfluoreszenz sichtbar gemacht wurden. Die Bilder zeigen, dass Mdm2 und Suz12 sich an denselben Stellen im Zellkern (blau) ansammeln. Foto: umg / Antje Dickmanns

Fündig wurden Göttinger Grundlagenforscher um Prof. Dr. Matthias Dobbelstein, Direktor des Instituts für Molekulare Onkologie an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und Mitglied im Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB), bei einem Protein, das bisher nur für eine ganz spezielle Aufgabe bekannt war: Das Protein Mdm2 kontrolliert ein zelluläres Sicherheitssystem um den Faktor „p53“, das veränderte oder kranke Zellen tötet und so unseren Körper vor Krebs schützt.

Die Göttinger Wissenschaftler haben jetzt entdeckt, dass das Protein Mdm2 über einen zweiten Weg in das Schicksal von Zellen eingreift, der ebenfalls für Krebszellen bedeutsam ist: Mdm2 steuert gemeinsam mit einem anderen Faktor, ob Zellen Stammzellen bleiben oder sich spezialisieren. Die Forschungen wurden von der Else Kröner-Fresenius-Stiftung gefördert. Die Ergebnisse sind in dem Fachjournal Molecular Cell als Hauptartikel erschienen.

Originalveröffentlichung: Wienken M, Dickmanns A, Nemajerova A, Kramer D, Najafova Z, Weiss M, Karpiuk O, Kassem M, Zhang Y, Lozano G, Johnsen SA, Moll UM, Zhang X, Dobbelstein M. MDM2 Associates with Polycomb Repressor Complex 2 and Enhances Stemness-Promoting Chromatin Modifications Independent of p53. Molecular Cell, doi: 10.1016/j.molcel.2015.12.008 (2015).

„Bisher versucht man, mit speziellen Wirkstoffen Mdm2 auszuschalten, um das zelluläre Sicherheitssystem „p53“ aus seiner Kontrolle zu befreien und damit gezielt Krebszellen zu töten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass ähnliche Arzneimittel möglicherweise auch in Krebszellen wirken könnten, bei denen dieses Sicherheitssystem nicht mehr funktioniert“, sagt Prof. Dobbelstein: „Wir haben festgestellt, dass die für Stammzell-Erhaltung zuständige Proteingruppe PRC2 von Mdm2 bei ihren Aufgaben unterstützt wird. Diese Mdm2-Funktion könnte daher ein neuer Ansatzpunkt für künftige Medikamente sein, um das Tumorzellwachstum einzudämmen.“

FORSCHUNGSERGEBNISSE IM DETAIL

Auf die Spur von PRC2 brachte die Krebsforscher ein bemerkenswerter Umstand: Einerseits kannte man Mdm2 bisher nur in seiner Funktion als Kontrolleur des zellulären Selbsttötungssystems. Andererseits weiß man seit einiger Zeit, dass Mdm2 sich an verschiedene Proteine anlagert, die mit diesem System nichts zu tun haben. Prof. Dobbelstein und seine Mitarbeiter vermuteten daher, dass Mdm2 in der Zelle noch andere Aufgaben hat.

Tatsächlich zeigten erste Experimente, dass Mdm2 einen weiteren bedeutenden Vorgang beeinflusst: die sogenannte Zelldifferenzierung, also die Entwicklung von Stammzellen hin zu Zellen mit speziellen Aufgaben wie zum Beispiel Nerven- oder Hautzellen. „Stammzellen, denen Mdm2 fehlte, differenzierten sich bereitwilliger in spezialisierte Zellen“, sagt Magdalena Wienken, eine der Erstautorinnen der Publikation. „Beim umgekehrten Vorgang beobachteten wir das Gegenteil: Differenzierte Zellen ohne Mdm2 wandelten sich nur ineffizient in Stammzellen.“ Den Forschern stellte sich nun die Frage: Wie genau macht Mdm2 das?

Sie untersuchten im Einzelnen, was sich in den Zellen durch Mdm2 änderte. „Mdm2 beeinflusste interessanterweise bei einer ganz bestimmten Gruppe von Genen, wie aktiv diese waren“, sagt Antje Dickmanns, die andere Erstautorin der Arbeit. Diese Gen-Gruppe brachte die Forscher schließlich auf die Spur von PRC2: „PRC2 steuert nämlich unter anderem genau diese Gene. Und diese Gene wirken entscheidend daran mit, ob eine Stammzelle Stammzelle bleibt oder sich spezialisiert“, sagt Dr. Xin Zhang, Postdoktorand bei Prof. Dobbelstein.

Weitere Experimente zeigten: Mdm2 und PRC2 wirken gemeinsam und ziehen an einem Strang. Nur in Zellen, die Mdm2 haben, kann PRC2 die Differenzierungs-Gene in vollem Umfang regulieren, und Mdm2 lagert sich mit PRC2 zusammen, um diese Aufgabe zu erfüllen.

„Dass Mdm2 neben der Krebsentstehung auch für die Differenzierung von Zellen bedeutsam ist, ist nur auf den ersten Blick überraschend – beide Prozesse sind eng verknüpft“, sagt Prof. Dobbelstein, Senior-Autor der Publikation. „Bei Krebs passiert das Gegenteil wie bei der Zelldifferenzierung: Die Zellen verlieren zunehmend ihre Spezialisierung und zeigen mehr und mehr Merkmale von Stammzellen“, so Dobbelstein.

Damit zieht Mdm2 an gleich zwei Stellen des Zellschicksals die Fäden: Zum einen schützt Mdm2 die Zelle vor dem Suizid, indem es das zelluläre Selbsttötungsprogramm kontrolliert. Zum anderen fördert Mdm2 mithilfe von PRC2 den Erhalt von Stammzellen und die Zellvermehrung. Beides begünstigt das Wachstum von Tumorzellen.

HINTERGRUNDINFORMATIONEN

Krebs entsteht, wenn sich Körperzellen durch schädliche Umwelteinflüsse wie Gifte, Strahlung oder Viren – oder durch bloßen Zufall – krankhaft verändern und anfangen, sich ungebremst zu vermehren. Menschliche Zellen besitzen ein Sicherheits-System, das im Idealfall dafür sorgt, dass es so weit nicht kommt. Ein zentraler Faktor in diesem System ist das Protein p53. p53 wird aktiv, wenn eine Zelle schweren Schaden erleidet und die Gefahr besteht, dass sie sich krankhaft verändert und zu einer Tumorzelle mutiert. Das Protein löst dann ein Programm aus, das die betroffene Zelle tötet. Sie begeht Selbstmord, um den Körper zu schützen. Die Zellen vieler Tumore entkommen diesem Schicksal, weil bei ihnen p53 so verändert ist, dass es nicht mehr funktioniert. Bei gesunden Zellen ist es hingegen im Interesse des Körpers, dass p53 nicht tätig wird. An dieser Stelle kommt Mdm2 ins Spiel. Es hält p53 in Schach, solange seine Dienste nicht vonnöten sind.

WEITERE INFORMATIONEN:
Universitätsmedizin Göttingen, Georg-August-Universität
Institut für Molekulare Onkologie
Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB)
Prof. Dr. Matthias Dobbelstein
Telefon 0551 / 39-13840
mdobbel@gwdg.de

Stefan Weller | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Krebszellen Molecular Cell PRC2 Sicherheitssystem Stammzellen Tumorzellen Zelle Zellen p53 protein

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen
23.05.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Mikro-Lieferservice für Dünger
23.05.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie