Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Kontrollsystem bei Gewebewachstum identifiziert

15.08.2014

Wie ein Buch aus einer anderen Sprache, so müssen auch die Informationen der meisten der ca. 20.000 menschlichen Gene von der „Sprache“ der DNA in die „Sprache“ der Proteine übersetzt werden, damit die genetischen Informationen im Körper ihre Wirkung entfalten können.

Fehler in jedem Zwischenschritt dieser „Übersetzung“ können zu Krankheiten wie Krebs oder Demenz führen. Forscherteams um Dr. Kent Duncan vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) und Dr. Aurelio Teleman vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg konnten nun im Modell zeigen, dass es einen bis dato unbekannten Kontrollmechanismus für die Übertragung von Informationen aus der DNA gibt.

Auch konnten sie nachweisen, dass dieses Kontrollsystem große Auswirkungen auf die Zellteilung und das Gewebewachstum hat. Ihre Ergebnisse sind jetzt in der Wissenschaftszeitschrift Nature veröffentlicht worden.

In allen Zellen sind molekulare Maschinen, sogenannte Ribosomen, aktiv, um die Translation von Genen in Proteine sicherzustellen. Ribosomen „übersetzen“ die Gene nicht direkt, sondern über den Umweg von Kopien der Gene, die sogenannte Messenger-(m)RNA. Diese (m)RNA-Kopien enthalten normalerweise einen mittleren Teil mit dem zu übersetzenden Abschnitt („Open Reading Frame“, ORF) und an beiden Enden Abschnitte, die nicht in Proteine übersetzt werden.

Die Ribosomen beginnen also den „Leseprozess“ am vorderen Teil der mRNA und arbeiten sich bis zu dem Teil vor, in dem genetische Informationen in Proteine übersetzt werden sollen. Das Problem: Mindestens die Hälfte der Gene produziert mRNA, die Störsignale, sogenannte „upstream ORF“ (kurz: uORF), enthält. Wie kommen die Ribosomen dann überhaupt bis zu dem Punkt, an dem sie tatsächlich die Herstellung der richtigen Proteine beginnen?

Die Wissenschaftler aus UKE und DKFZ haben nun ein molekulares Äquivalent zu einem neuen Lotsen entdeckt: Einen Proteinkomplex, der bestimmt, ob das Ribosom trotz der „überflüssigen“ Start- und Störsignale an den Punkt kommt, an dem dann das gewünschte und notwendige Protein tatsächlich hergestellt wird. Dabei konnten die Forscher zeigen, dass der Proteinkomplex nur Auswirkungen auf mRNA mit uORF hat, nicht aber auf mRNA, die frei von solchen Störsignalen ist.

„Wir konnten zeigen, dass die Zellen ein bisher unbekanntes Kontrollsystem für Translation von mRNAs mit uORFs haben. Dieses System kann spezifisch so reguliert werden, dass nur bestimmte Mengen bestimmter Proteine produziert werden“, sagt Dr. Kent Duncan, Studienleiter und Forschergruppenleiter im Zentrum für Molekulare Neurobiologie (ZMNH) des UKE.

Die Arbeit könnte damit neue Wege für das Verständnis der molekularen Regulierung von Zellwachstum und -vermehrung durch translationale Kontrolle eröffnen. Auch könnte sie die Basis bilden für eine spätere Entwicklung von Medikamenten gegen Krebs und andere Krankheiten, die maßgeblich durch die fehlgeleitete Regulierung von Zellvermehrung entstehen.

Dr. Kent Duncan: „Dieses System scheint sehr viel wichtiger für Zellen zu sein, die sich noch teilen und vermehren. Das macht es vielleicht zu einem interessanten Ziel für Krebstherapien. Denn tatsächlich hat die Arbeit anderer Wissenschaftler schon darauf hingewiesen, dass ein Teil des Kontrollsystems genetisch bedingten Krebs fördern kann, also eine onkogene Wirkung hat.“

Dr. Kent Duncan arbeitet im Rahmen der Landesforschungsförderung bereits mit Arbeitsgruppen im UKE zusammen, die zur Funktion von uORF im Zusammenhang mit dem Nervensystem forschen. Diese Zusammenarbeit könnte neue interessante Hinweise für Störungen der Gehirnfunktion, vor allem bei neurodegenerativen Erkrankungen und angeborenen geistigen Behinderungen, liefern. Das Forscherteam im UKE wird zu einem Teil von der Hans und Ilse Breuer Stiftung sowie durch ein Stipendium der Fritz Thyssen Stiftung finanziert.

Literatur:
Schleich, S., Strassburger, K., Janiesch, P.C., Koledachkina, T., Miller, K.K., Haneke, K., Cheng, Y., Kuechler, K., Stoecklin, G., Duncan, K.E., Teleman, AA (2014). DENR-MCT-1 promotes translation reinitiation downstream of uORFs to control tissue growth. Nature, July 6, 2014. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature13401.html

Kontakt:
Dr. Kent Duncan
Zentrum für Molekulare Neurobiologie (ZMNH), Forschergruppe Neuronale Translationskontrolle
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Falkenried 94
20251 Hamburg
Telefon: (040) 7410-56274
E-Mail: kent.duncan@zmnh.uni-hamburg.de

Christine Trowitzsch | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uke.uni-hamburg.de

Weitere Berichte zu: DKFZ Kontrollsystem Krebs Neurobiologie ORF Proteine Proteinkomplex Ribosomen Stiftung Störsignale Translation UKE Zellen mRNA uORFs

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein
02.12.2016 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

nachricht Epstein-Barr-Virus: von harmlos bis folgenschwer
30.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie