Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DNA in der Werkstatt: S100-Protein spielt zentrale Rolle bei der Reparatur des Erbgutes

24.01.2012
Umwelteinflüsse aber auch zelleigene Substanzen können die Erbinformation in menschlichen Zellen schädigen und so zum Zelltod oder zur Krebsentstehung führen.

Gesunde Zellen haben sich dagegen gewappnet: Bei Brüchen von DNA-Strängen schalten sie beispielsweise die homologe Rekombinationsreparatur ein.

Dabei wird anhand des intakten Schwester-Chromosoms, das als Sicherungskopie in der Zelle vorliegt, die beschädigte Struktur im lädierten Chromosom wiederhergestellt. Den Mechanismus dieses zentralen Reparaturprozesses will PD Dr. Christian Melle zusammen mit Kollegen am Universitätsklinikums Jena aufklären. Im Fokus seiner Forschung steht ein Regulator-Eiweiß aus der S100-Proteinfamilie.

S100-Proteine sind in der Lage, mit anderen Proteinen zu interagieren. Dadurch können sie deren Aktivität steuern. Sie sind an verschiedenen Prozessen in der Zelle beteiligt, wie etwa Wachstum und Vermehrung, aber auch Bewegung und Wanderung.

In Vorarbeiten zur Klärung des Reparaturprozesses deckte das Forscherteam erstmals einen funktionellen Proteinkomplex aus S100A11, einem Mitglied der S100-Proteinfamilie, und Rad54B auf. Rad54B ist ein Protein, das an der homologen Rekombinationsreparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen beteiligt ist: Der Proteinkomplex aus S100A11 und Rad54B lagert sich an Orten mit geschädigter DNA an. S100A11 scheint dabei als Lotse zu fungieren, ohne den Rad54B seinen Einsatzort nicht findet.

S100A11 hat offenbar noch weitere Partner: Die Jenaer Molekularbiologen konnten auch eine Zusammenlagerung von S100A11 mit Rad51 an geschädigter DNA nachweisen (s. Abbildung). Rad51 spürt die DNA-Bereiche im intakten Schwester-Chromosom auf, die als Matrize für die geschädigte DNA während der Reparatur dienen.

„Nachdem wir diese einzelnen Puzzlesteine aufgedeckt haben wollen wir das Bild vervollständigen und klären, welche genaue Funktion S100A11 im Reparaturmechanismus hat und wie es diese auf molekularer Ebene löst“, erläutert Christian Melle das aktuelle Forschungsvorhaben. Dazu untersuchen die Forscher mit speziellen photonischen Verfahren den Aufbau des gesamten Proteinkomplexes aus S100A11, Rad54B und Rad51.

Darüber hinaus testen sie, ob S100A11 den DNA-Strangaustausch, der während der homologen Rekombination stattfindet, durch seine Interaktion mit Reparaturproteinen stimulieren kann. Dazu haben Christian Melle und sein Team Zellen erzeugt, die eine spezifische Sequenz in ihre DNA integriert haben. Dort können die Forscher einen punktgenauen DNA-Schaden erzeugen. Die Sequenz ist so gewählt, dass zur Korrektur dieses Schadens ein Strangtausch, also eine homologe Rekombination, notwendig ist. Sobald der DNA-Strangtausch erfolgreich abgeschlossen ist, erzeugen die Zellen ein fluoreszierendes Eiweiß.

Die Fluoreszenz kann über ein Mikroskop beobachtet und dokumentiert werden.
Christian Melle und sein Team wollen mit diesem Versuch gleichzeitig die zentrale Rolle von S100A11 unterstreichen. Nach ihrer Arbeitshypothese kann die Reparatur ohne S100A11 nicht erfolgreich durchgeführt werden: Zellen, bei denen S100A11 ausgeschaltet ist, zeigen keine Fluoreszenz. Sie können also keine ausreichende Korrektur des Schadens im Erbgut vornehmen.

Nachdem die Vorarbeiten bereits mit 100.000 Euro gefördert wurden, unterstützt die Wilhelm Sander-Stiftung das aktuelle Forschungsvorhaben mit rund 90.000 Euro.

Stiftungszweck ist die Förderung der medizinischen Forschung, insbesondere von Projekten im Rahmen der Krebsbekämpfung. Seit Gründung der Stiftung wurden insgesamt über 190 Mio. Euro für die Forschungsförderung in Deutschland und der Schweiz bewilligt. Die Stiftung geht aus dem Nachlass des gleichnamigen Unternehmers hervor, der 1973 verstorben ist.

Kontakt (Projektleitung):
PD Dr. Christian Melle, Leiter des molekularbiologischen Labor der AG Biomolekulare Photonik
Universitätsklinikum Jena, AG Biomolekulare Photonik
Tel.: +49 (3641) -9-397807
Email: christian.melle@mti.uni-jena.de

Sylvia Kloberdanz | idw
Weitere Informationen:
http://www.wilhelm-sander-stiftung.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neuer Ansatz gegen Gastritis
10.08.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Wenn Schimmelpilze das Auge zerstören
10.08.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie