Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekularer Regulator FUS: Wirkweise aufgedeckt

08.06.2016

Forschende der Universität Bern erklären die molekulare Wirkweise eines lebenswichtigen Regulators der Genexpression und erweitern damit das Verständnis zur Entstehung der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS).

Das im Zellkern vorhandene RNA-bindende Protein FUS sorgt dafür, dass die Baupläne bestimmter Proteine korrekt umgesetzt werden. Da diese Baupläne im Erbgut oft nicht in zusammenhängenden Stücken vorliegen, müssen sie zuerst bearbeitet werden, bevor sie im Zytoplasma für die Proteinsynthese verwendet werden können.


Das Protein FUS in seiner gewöhnlichen Form (links) und in der ALS-auslösenden mutierten Form (rechts). Der Kern (also die DNA) wird blau angezeigt; das FUS-Protein rot.

Bild: The EMBO Journal

Wie genau der Regulator FUS hilft, die fragmentierte Erbinformation (DNA) zu einer korrekten Bauanleitung für ein funktionales Protein zu verarbeiten, war bislang unbekannt. Einzig: Neurodegenerativen Krankheiten liegen oft Fehler im Ablauf der Verarbeitung der ersten groben Abschrift (prä-mRNA) der im Zellkern gespeicherten DNA zugrunde. So ist auch das Gen FUS in ALS-Patienten mutiert.

Das internationale Forschungsteam unter der Leitung von Marc-David Ruepp, Departement für Chemie und Biochemie der Universität Bern, liefert zusammen mit Forschenden der Universität von Milano, Italien, im jüngsten EMBO Journal nun Antworten zu den zentralen Fragen: Welche Rolle spielt FUS im RNA Metabolismus und welche Funktionen des Proteins werden durch die ALS-auslösenden Mutationen beeinträchtigt.

FUS reguliert das Spleissen von Introns

Mittels massenspektrometrischen Analysen identifizierten die Forschenden die mit FUS interagierenden Proteine; mit gentechnischen Methoden – einschliesslich der neuen CRISPR/Cas9 Technologie – studierten sie die Auswirkungen gezielt angebrachter Mutationen und fanden dabei heraus: FUS reguliert das Spliceosom, eine molekulare Maschine die nichtkodierende Abschnitte – die Introns – aus der prä-mRNA herausschneidet und die kodierenden Abschnitte – die Exons – miteinander zur mRNA verknüpft.

Interessanterweise gibt es in menschlichen Zellen einen seltenen Typ von Introns, sogenannte Minor Introns. Diese kommen besonders häufig in Genen vor, die für die Funktion von Nervenzellen benötigt werden, und werden von einem speziellen Spliceosom herausgeschnitten, dem Minor Spliceosom. Das Forscherteam um Erstautor Stefan Reber konnte zeigen, dass FUS spezifisch das Herausschneiden von Minor Introns reguliert indem es mit diesem direkt interagiert.

Wird die Regulationsfähigkeit von FUS durch ALS-auslösende Mutationen reduziert oder ausgeschaltet, beeinträchtigt dies die korrekte Verarbeitung der Baupläne von vielen Genen die für Proteine mit neuronalen Funktionen kodieren. Die Forscher vermuten deshalb, dass die Fehlfunktion des Minor Spliceosoms der Grund dafür sein könnte, dass bei der ALS Krankheit spezifisch die Motoneuronen absterben.

Über den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NCCR) RNA & Disease

Der NCCR RNA & Disease ist einer der gegenwärtig 21 Nationalen Forschungsschwerpunkte des Schweizerischen Nationalfonds. NCCR RNA & Disease vereint Schweizer Forschungsgruppen, die sich mit verschiedenen Aspekten der RNA-Biologie und der Rolle von RNA in Krankheitsmechanismen befassen. Heiminstitutionen dieses NCCRs sind die Universität Bern und die ETH Zürich. Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen des NCCR RNA & Disease.

Publikationsangaben:

Stefan Reber, Jolanda Stettler, Giuseppe Filosa, Martino Colombo, Daniel Jutzi, Silvia C. Lenzken, Christoph Schweingruber, Rémy Bruggmann, Angela Bachi, Silvia M.L. Barabino, Oliver Mühlemann, Marc-David Ruepp: Minor intron splicing is regulated by FUS and affected by ALS-associated FUS mutants, The EMBO Journal, 1.6.2016 DOI: 10.15252/embj.201593791

Weitere Informationen:

http://www.unibe.ch/aktuell/medien/media_relations/medienmitteilungen/2016/medie...

Nathalie Matter | Universität Bern

Weitere Berichte zu: EMBO Erbinformation FUS Fehlfunktion Introns Metabolismus Mutationen Proteine RNA Regulator Zellkern Zytoplasma dna

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Wachablösung im Immunsystem: wie Dendritische Zellen ihre Bewaffnung an Mastzellen übergeben
16.11.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

nachricht Wie Lungenkrebs zur Entstehung von Lungenhochdruck führt
16.11.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Autonomes Fahren – und dann?

22.11.2017 | Verkehr Logistik

Material mit vielversprechenden Eigenschaften

22.11.2017 | Materialwissenschaften

Forscherteam am IST Austria definiert Funktion eines rätselhaften Synapsen-Proteins

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie