Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gene, die ans Herz gehen

14.01.2005


Ein Roboterarm nimmt mit 48 Pins DNA-Proben von Mikrotiter-Platten auf und überträgt sie auf einen Analysechip. Foto: MaxPlanckForschung/MPI für molekulare Genetik. Bild: MaxPlanckForschung/MPI für molekulare Genetik


DNA-Chips als neue Werkzeuge der Medizin / MaxPlanckForschung erschienen
Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation starben im Jahr 2003 auf der Erde rund 56 Millionen Menschen - 16 Millionen davon an Herz-Kreislauf-Erkrankungen, vor allem Herzinfarkt, und sieben Millionen an Krebs. Maßgeschneiderte Therapien für diese Krankheiten gehören heute noch ins Reich der Sciencefiction. Gleichwohl ist der Grundstein für die Medizin der Zukunft gelegt: DNA-Chips haben in den vergangenen Jahren die Molekularbiologie einen Schritt vorangebracht. Mit solchen Micro-Arrays spüren Wissenschaftler des Max Planck-Instituts für molekulare Genetik krankhaften Prozessen innerhalb von Zellen nach. Wie sie das tun, darüber berichtet die neue Ausgabe des Wissenschaftsmagazins MaxPlanckForschung (4/2004).

... mehr zu:
»DNA-Chip »Gen »Genetik »Herzfehler


Jegliche medizinische Diagnostik und Therapie arbeitet insofern "oberflächlich", als sie sich jeweils an Symptomen orientiert, an klinischen Bildern und Messwerten, die sich erfahrungsgemäß als typisch für eine bestimmte Krankheit und deren Verlauf erwiesen haben. Doch hinter allen Symptomen stecken am Ende molekulare, auf der Ebene der Gene angesiedelte Fehlinformationen und Fehlsteuerungen - und dorthin vorzudringen und damit wirklich gezielt in pathologische Prozesse eingreifen zu können, ist ein zwar fernes, doch keineswegs utopisches Ziel. Einen wichtigen Schritt in diese Richtung bedeuten die DNA-Chips, mit und an denen Forscher am Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik arbeiten: Sie liefern Einblick in die laufende "genetische Datenverarbeitung" von Zellen und erlauben Vergleiche zwischen normalen oder pathologischen Mustern der Gen-Aktivität.

Die Berliner Wissenschaftler haben inzwischen erste "molekulare Porträts" von angeborenen Herzfehlern gewonnen - anatomische Fehlbildungen, mit denen allein in Deutschland jährlich 6000 Kinder zur Welt kommen. Dazu Silke Sperling, Ärztin am Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik: "Obwohl die verschiedenen Formen dieser Herzfehler schon lange bekannt sind, wusste man bis vor kurzem fast nichts über deren genetische Ursachen. Und hier haben uns die DNA-Chips enorm vorangebracht. Denn sie erlauben es, eine unglaubliche Menge von genetischen Daten mit einem Schlag zu erfassen."

Ein solcher Chip misst etwa zwei mal fünf Zentimeter. Auf ihn werden durch einen Roboter an vorbestimmten Punkten in Abständen von 130 tausendstel Millimetern jeweils bestimmte DNA-Sequenzen, also Gene, aufgebracht. Am Ende sitzen auf dem Chip dann 30 000 verschiedene, einzelnen Genen entsprechende Proben - die als Bindungspartner für komplementäre, fluoreszenz-markierte DNA-Stücke aus unterschiedlichen Geweben dienen.

Je mehr von der zu prüfenden DNA an die einzelnen Proben auf dem Chip bindet, um so mehr Farbstoff bleibt auch an den entsprechenden Punkten hängen und wird anschließend per Computer erfasst und in ein farbcodiertes Bild umgesetzt. In bunte Punkte, deren unterschiedliche Intensität die Menge bestimmter Gen-Sequenzen in der Probe verrät - und in einem einzigen Experiment wiedergibt, wozu früher Tausende Einzelexperimente erforderlich waren. Auf diese Weise lassen sich "Expressionsprofile" von Stammzellen erhalten, die sich gerade in einen reifen Zelltyp differenzieren. Diese Profile verraten, welche Gene in bestimmten Zellen zum Zeitpunkt der Probenahme aktiv oder "stumm" sind, deren Informationen also gerade abgelesen oder nicht gebraucht werden.

Mit dieser Technik wurden unter anderem auch Gewebeproben von Patienten mit verschiedenen angeborenen Herzfehlern untersucht - zunächst im Hinblick auf die molekularen Hintergründe der verschiedenen Defekte und um irgendwann eine jeweils fallweise abgestimmte Behandlung sowie Ansatzpunkte für neue, spezifische Medikamente zu haben. Doch auch die Frage, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Kinder solcher Patienten betroffen sein könnten, hofft man eines Tages beantworten zu können.

Inzwischen haben die Forscher eine Reihe von Gen-Mustern gefunden, die jeweils für angeborene Herz-Defekte mit unterschiedlichen klinischen Bildern typisch sind. Diese veränderten Gene spielen auch nach der Embryonal-Entwicklung eine wichtige Rolle für die Herzfunktion - so etwa Gene, die an der Stress-Verarbeitung der Herzmuskelzellen mitwirken. Denn der ursprüngliche molekulare Defekt führt irgendwann sekundär zu pathologischen Veränderungen am Herzen.

"Wir gewinnen jetzt erstmals eine Ahnung von den grundlegenden molekularen Abläufen im Rahmen der Entwicklung des Herzens", meint dazu Silke Sperling, "und wir stehen am Beginn eines noch langen Forschungswegs, über den sich dieses komplexe Netzwerk entflechten und in seinen Zusammenhängen verstehen lässt."

Dr. Andreas Trepte | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: DNA-Chip Gen Genetik Herzfehler

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht In Deutschland wächst die Zahl der Patienten mit Diabetes mellitus
23.02.2017 | Versorgungsatlas

nachricht Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt
22.02.2017 | Klinikum der Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie