Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bioinformatik: Genetische Schaltzentralen leichter erkennen

27.09.2012
Alle Erbinformationen sind in der DNA festgelegt - aber nicht immer sind alle Gene aktiv. Welche Informationen umgesetzt werden, bestimmen sogenannte regulatorische Sequenzen. Ein neues Verfahren hilft, diese genetischen Schaltzentralen aufzuspüren.
Das menschliche Genom umfasst etwa 20 000 Gene - ungefähr so viele, wie auch der winzige Fadenwurm Caenorhabditis elegans besitzt. Nicht die Anzahl der Gene macht nämlich die Komplexität eines Organismus aus, sondern die Regulierung ihrer Expression, also ihrer Aktivität. Gesteuert wird diese durch oft benachbarte regulatorische DNA/RNA-Sequenzen. Entscheidend daran beteiligt sind Regulationsfaktoren, die Informationen übermitteln, indem sie an regulatorische Sequenzen binden.

„Um die Steuerung der Genexpression besser zu verstehen, müssen wir untersuchen, wie und wann Regulationsfaktoren binden“ sagt der LMU-Informatiker Johannes Söding, der nun mit seinem Team ein neues computerbasiertes Verfahren dafür entwickelt hat. Die meisten modernen Methoden zur Untersuchung der Genregulierung liefern als Ergebnis eine Liste von Sequenzen, die durch einen oder mehrere spezifisch bindende Faktoren kontrolliert werden. Die jeweiligen Bindungspräferenzen der Faktoren können dabei mithilfe sogenannter Positionsspezifischer Gewichtsmatritzen (PWMs) beschrieben werden.
Muster im Sequenzrauschen

Allerdings sind PWMs für die computergestützte Entdeckung unbekannter Bindepräferenzen in Sequenzdaten problematisch, weil es unendlich viele von ihnen gibt, und weil die Berechnung ihrer statistischen Signifikanz sehr zeitaufwändig ist. Södings Gruppe ist es gelungen, diese Limitierung zu überwinden und eine Methode zu entwickeln, mit der die statistische Signifikanz der PWMs direkt optimiert werden kann. Dieser Ansatz zahlt sich aus: „Unsere Methode zeigt im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren eine deutlich größere Sensitivität, um auch schwache Muster zu erkennen. Zudem sind die errechneten PWMs genauer“, erklärt Söding.

Die Wissenschaftler untersuchten mit ihrer Methode sogenannte humane Core-Promotor-Sequenzen, also kurze DNA-Abschnitte, an denen die Abschrift der DNA in Boten-RNA beginnt. Tatsächlich gelang es ihnen, eine Reihe von bislang unbekannten Motiven zu identifizieren, die vermutlich wichtige regulatorische Eigenschaften beinhalten. „Wir hoffen, mit unserer Methode das Verständnis der Genregulation durch spezifische DNA- und RNA-Bindungsfaktoren entscheidend voranzubringen“, sagt Söding. (Genome Research, September 2012)

Publication:
Hartmann, H., Guthöhrlein, E. W., Siebert, M., Luehr, S., and Söding, J. (2012)
P-value based regulatory motif discovery using positional weight matrices.
Genome Res., September 2012
doi: 10.1101/gr.139881.112
Contact:
Dr. Johannes Söding
Group Leader in Computational Biology
Gene Center Munich and Department of Biochemistry
phone: +49-89-2180 76734
Fax: +49-89-2180 76797
Email: soeding@genzentrum.lmu.de
http://www.soeding.genzentrum.lmu.de/

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.lmu.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Chemiker der Universitäten Rostock und Yale zeigen erstmals Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen
15.10.2018 | Universität Rostock

nachricht Bio-Angeln für Seltene Erden: Wie Eiweiß-Bruchstücke Elektronik-Schrott recyceln
15.10.2018 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Im Focus: Chemiker der Universitäten Rostock und Yale zeigen erstmals Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen

Die Forschungskooperation zwischen der Universität Yale und der Universität Rostock hat neue wissenschaftliche Ergebnisse hervorgebracht. In der renommierten Zeitschrift „Angewandte Chemie“ berichten die Wissenschaftler über eine Dreierkette aus Ionen gleicher Ladung, die durch sogenannte Wasserstoffbrücken zusammengehalten werden. Damit zeigen die Forscher zum ersten Mal eine Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen, die sich im Grunde abstoßen.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen den Professoren Mark Johnson, einem weltbekannten Cluster-Forscher, und Ralf Ludwig aus der Physikalischen Chemie der...

Im Focus: Storage & Transport of highly volatile Gases made safer & cheaper by the use of “Kinetic Trapping"

Augsburg chemists present a new technology for compressing, storing and transporting highly volatile gases in porous frameworks/New prospects for gas-powered vehicles

Storage of highly volatile gases has always been a major technological challenge, not least for use in the automotive sector, for, for example, methane or...

Im Focus: Materiezustände durch Licht verändern

Forscherinnen und Forscher der Universität Hamburg stören die kristalline Ordnung

Physikerinnen und Physikern der Universität Hamburg ist es gelungen, mithilfe von Laserpulsen die Ordnung von Quantenmaterie so zu stören, dass ein spezieller...

Im Focus: Disrupting crystalline order to restore superfluidity

When we put water in a freezer, water molecules crystallize and form ice. This change from one phase of matter to another is called a phase transition. While this transition, and countless others that occur in nature, typically takes place at the same fixed conditions, such as the freezing point, one can ask how it can be influenced in a controlled way.

We are all familiar with such control of the freezing transition, as it is an essential ingredient in the art of making a sorbet or a slushy. To make a cold...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neurowoche 2018: 7000 Experten für Gehirn und Nerven tagen in Berlin

15.10.2018 | Veranstaltungen

Berlin5GWeek: Private Industrienetze und temporäre 5G-Inseln

15.10.2018 | Veranstaltungen

PV Days in Halle zeigen neue Chancen für die Photovoltaik

11.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Smart Glasses Guide: Neues Tool zur Auswahl von Datenbrillen und Anwendungen

15.10.2018 | Informationstechnologie

Neurowoche 2018: 7000 Experten für Gehirn und Nerven tagen in Berlin

15.10.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Grauer Star: Neues Verfahren bei der Katarakt-Operation

15.10.2018 | Medizintechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics