Lesedomänen statt Antikörper

Schematische Darstellung der Isolierung von Chromatin (bestehend aus DNA in blau und Histonproteinen) mittels an Träger (grau) gekoppelten Lesedomänen (grün). Universität Stuttgart

Abweichungen im Muster der chemischen Markierung von DNA-verpackenden Proteinen im Zellkern (Histone) können zu Erkrankungen wie Krebs führen. Bisher werden solche Modifikationen mit Antikörpern nachgewiesen, was aber verschiedene Nachteile hat.

Ein Team um Prof. Albert Jeltsch vom Lehrstuhl für Biochemie der Universität Stuttgart hat jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Genome Research“ eine alternative Methode vorgestellt, die spezielle Teilen natürlicher Proteine („Lesedomänen“) einsetzt. Damit sollen die Tests preiswerter und die experimentellen Daten besser vergleichbar werden.

Kungulovski G, Kycia I, Tamas R, Jurkowska RZ, Kudithipudi S, Henry C, Reinhardt R, Labhart P, Jeltsch A.: Application of histone modification-specific interaction domains as an alternative to antibodies,
Genome Res. 2014 Oct 9. pii: gr.170985.113, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25301795

Chemische Modifikationen von Histonen sind essentiell in der Genregulation und kontrollieren die Entwicklung von Säugerorganismen. Diese Modifikationen sind teilweise chemisch sehr subtil, zum Beispiel, wenn eine Methylgruppe angehängt wird, die aus nur einem Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatomen besteht. Dementsprechend schwer sind solche Veränderungen nachweisbar.

In der heutigen Grundlagenforschung und in der klinischen Forschung wird der Nachweis einer Modifikation von Histon-Proteinen in der Regel mit so genannten Antikörpern erbracht. Ein Problem dieser Technologie besteht darin, dass Antikörper regelmäßig neu hergestellt werden müssen und sich die verschiedenen Chargen dieser Reagenzien in ihren Eigenschaften oft grundlegend unterscheiden. Dadurch wird die Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit von experimentellen Daten konterkariert.

Bei den in Genome Research, einer führenden Fachzeitschrift im Feld der Genomforschung, beschriebenen Untersuchungen verwenden die Stuttgarter Wissenschaftler spezielle Teile natürlicher Proteine („Lesedomänen“), die mit den modifizierten Histonen wechselwirken und diese so erkennen. In gründlichen und systematischen Tests konnte nachgewiesen werden, dass diese Lesedomänen vergleichbar gut wie Antikörper eingesetzt werden können. 

Der Stuttgarter Ansatz garantiert eine gleichbleibende Qualität der Reagenzien, und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und Lesedomänen können mittels Proteindesign weiter optimiert werden. Zudem lassen sich die Domänen in Escherichia coli-Bakterien mit hoher Ausbeute und bei geringen Kosten produzieren, was die Methode auch wirtschaftlich interessant macht. Gegenwärtig wird eine Vermarktung solcher Lesedomänen-Kits als molekularbiologisches und molekulargenetisches Reagenz geprüft, welches als kostengünstiger Ersatz für Antikörper mit konstanten Eigenschaften eingesetzt werden kann.

Weitere Informationen:
Prof. Albert Jeltsch, Universität Stuttgart, Lehrstuhl für Biochemie, Tel: 0711 685 64390
E-Mail: albert.jeltsch (at) ibc.uni-stuttgart.de
Andrea Mayer-Grenu, Universität Stuttgart, Abt. Hochschulkommunikation, Tel. 0711/685-82176,
E-Mail: andrea.mayer-grenu (at) hkom.uni-stuttgart.de

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