Homologie zwischen Genexpression und Zentromer

Forscher der Abteilung Molekularbiologie des Instituts für Molekulare Biotechnologie (IMB) in Jena haben entdeckt, dass zwei völlig unterschiedliche biologische Prozesse in der Zelle möglicherweise nach denselben Regeln ablaufen. Damit wird eine Verbindung zwischen zwei verschiedenen Forschungsfeldern hergestellt, die neue spannende Erkenntnisse für grundlegende Zusammenhänge des Lebens vermuten lassen.

In der Abteilung Molekularbiologie wird an den Prozessen der Zellteilung gearbeitet: der Aufteilung des Erbgutes auf die beiden Tochterzellen. Dieser Prozess ist in höheren Lebewesen wie zum Beispiel der Bäckerhefe und des Menschen äußerst kompliziert und größtenteils unverstanden. Die Forscher sind dabei, die Bausteine (Proteine) des Zentromer-Systems zu isolieren, um die biologischen Funktionseinheiten dann im Reagenzglas zusammenzubauen. Sie bringen diese Bausteine zum Leuchten und können sie so in der lebenden menschlichen Zelle bei der Arbeit verfolgen.

Die Forscher entdeckten nun, dass das Zentromer bei der Bäckerhefe dem Transkriptions-Komplex gleicht, der eine völlig andere Aufgabe in der Zelle hat: dem Ablesen des Erbguts. Die Ähnlichkeit der beiden Einheiten ist verblüffend. Der für die Zentromerfunktion essentielle Proteinkomplex besteht aus einer Reihe von Proteinen, die offensichtlich auf komplizierte Weise zusammenwirken und aktivierende und rekrutierende Elemente enthalten. Eine Einheit gleichen Aufbaus mit Elementen gleicher Funktion entdeckten die Forscher bei der Genregulation des MET-Gens. Sie vermuten nun, dass sich die Zentromerfunktion im Laufe der Evolution aus dem Transkriptions-Komplex entwickelt hat.

Diese Entdeckung bringt zwei bisher getrennte Forschungsfelder in direkte Nachbarschaft. Es könnte sein, dass in der Zelle auch größere, zusammengesetzt funktionierende Einheiten schlichtweg für andere Aufgaben kopiert werden. Die Jenaer Forscher hoffen, dass nun Erkenntnisse des einen Gebietes das andere Forschungsfeld befruchten.

Diese Entdeckung wurde kürzlich in den „Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften der USA“ (PNAS 23 (2000) 12583-12588), einer angesehenen amerikanischen Zeitschrift publiziert.

Das Institut für Molekulare Biotechnologie (IMB) ist Mitglied der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e.V. (WGL). Der WGL gehören 78 außeruniversitäre Forschungseinrichtungen an, die nachfrageorientiert und interdisziplinär arbeiten. Die Institute sind von überregionaler Bedeutung, betreiben Vorhaben im gesamtstaatlichen Interesse und werden deshalb von Bund und Ländern gemeinsam gefördert.

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