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 Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn
19.01.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Sicher und gesund arbeiten mit Datenbrillen
13.01.2017 | Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise