Mehr als 100.000 Schalter
Grafik: Lutz Hein
Die Information für den Aufbau von Körperzellen wird im Erbgut – in der DNA – gespeichert. Hier findet man alle Baupläne für die mehr als 20.000 verschiedenen Proteine des menschlichen Körpers.
Jede einzelne Zelle alleine benötigt mehrere Tausend verschiedene Proteine für ihre Funktion. Fasst man alle Protein-Baupläne zusammen, passt diese Information auf weniger als zwei Prozent der gesamten DNA.
Wofür sind die übrigen 98 Prozent des Erbguts nötig? Hier liegen die Schalter, die alle Gene in ihrer Aktivität kontrollieren. Nun hat ein Forschungsteam um Privatdozent Dr. Ralf Gilsbach und Prof. Dr. Lutz Hein aus dem Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie der Universität Freiburg erstmalig die Genregulatoren in der DNA menschlicher Herzmuskelzellen entschlüsselt und die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.
Um alle Genschalter zu finden, untersuchte das Freiburger Forschungsteam mit modernen Sequenziermethoden das gesamte Erbgut – DNA, epigenetische Marker und RNA – während der Entwicklung, Reifung und Erkrankung von menschlichen Herzmuskelzellen.
Mehr als eine Billion Sequenzierbuchstaben analysierte das Team und fand dabei über 100.000 Genschalter. Diese Vielzahl von Daten ergibt nun einen kompletten Atlas der Genregulatoren im Leben einer Herzmuskelzelle. Während der Entwicklung und des Wachstums kontrollieren DNA-Methylierung und Histon-Marker, welche Gene an- oder abgeschaltet werden.
Der Atlas gibt aber auch einen Einblick in Mechanismen, die bei Herzerkrankungen fehlgesteuert werden. Einige regulatorische Elemente sind etwa bei Herzrhythmusstörungen auf DNA-Ebene verändert. Im Gegensatz dazu übernehmen bei der chronischen Herzinsuffizienz die Histone die Kontrolle.
Zukünftig möchten die Freiburger Forscherinnen und Forscher in diesem Atlas die wichtigsten Schalter finden, die für die Therapie von Herzerkrankungen genutzt werden können.
Originalpublikation:
Ralf Gilsbach, Martin Schwaderer, Sebastian Preissl, Björn A. Grüning, David Kranzhöfer, Pedro Schneider, Thomas G. Nührenberg, Sonia Mulero-Navarro, Dieter Weichenhan, Christian Braun, Martina Dreßen, Adam R. Jacobs, Harald Lahm, Torsten Doenst, Rolf Backofen, Markus Krane, Bruce D. Gelb, Lutz Hein (2018): Distinct epigenetic programs regulate cardiac myocyte development and disease in the human heart in vivo. In: Nature Communications. http://dx.doi.org/10.1038/s41467-017-02762-z
Kontakt:
Prof. Dr. Lutz Hein
Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Fax: 0761/203-5314
E-Mail: Lutz.Hein@pharmakol.uni-freiburg.de
https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2018/mehr-als-100-000-schalter?set_language=de
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie
Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.
Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.
Neueste Beiträge
Neues Wirkprinzip gegen Tuberkulose
Gemeinsam ist es Forschenden der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und der Universität Duisburg-Essen (UDE) gelungen, eine Gruppe von Molekülen zu identifizieren und zu synthetisieren, die auf neue Art und Weise gegen…
Gefahr durch Weltraumschrott
Neue Ausgabe von „Physikkonkret“ beleuchtet Herausforderungen und Lösungen für eine nachhaltige Nutzung des Weltraums. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) veröffentlicht eine neue Ausgabe ihrer Publikationsreihe „Physikkonkret“ mit dem Titel „Weltraumschrott:…
Wasserstoff: Versuchsanlage macht Elektrolyseur und Wärmepumpe gemeinsam effizient
Die nachhaltige Energiewirtschaft wartet auf den grünen Wasserstoff. Neben Importen braucht es auch effiziente, also kostengünstige heimische Elektrolyseure, die aus grünem Strom Wasserstoff erzeugen und die Nebenprodukte Sauerstoff und Wärme…
