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 Einblick ins geschlossene Enzym
26.06.2017 | Universität Konstanz

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

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: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie