Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemiker der TU Dortmund erzielen Fortschritt in der DNA-Analyse

26.08.2016

Die Arbeitsgruppe um Prof. Daniel Summerer an der Fakultät für Chemie und Chemische Biologie der TU Dortmund hat ein neuartiges Verfahren entwickelt, das die Suche nach epigenetisch modifizierten Genabschnitten für die Forschung vereinfacht. Das Besondere an dieser Methode ist, dass sich dank eines Bauplans für maßgeschneiderte Proteinsonden gezielt jede beliebige DNA-Sequenz auf etwaige Modifikationen untersuchen lässt - und das mit hoher Genauigkeit. Solche Nachweisverfahren sind insbesondere für die Krebsdiagnostik relevant, da sie zeigen, welche Gene in den Tumorzellen eines Patienten infolge der Modifikation ein- oder ausgeschaltet sind und welche Therapien wirken könnten.

Es ist schon lange bekannt, dass Mutationen im Genom Krebs auslösen können. Doch nicht nur ein falscher DNA-Baustein kann die Ursache für die Entstehung eines Tumors sein. Auch außerplanmäßig eingefügte oder fehlende epigenetische Modifikationen der korrekten Bausteine können das Zellwachstum stören und eine gesunde Zelle in eine wuchernde Krebszelle verwandeln.


TALES (blau) binden an bestimmte Sequenzen der DNA (gelb), damit diese genauer analysiert werden können.

Grafik: Prof. Daniel Summerer/TU Dortmund

Aus diesem Grund interessieren sich Prof. Summerer und sein Team für solche Modifikationen von DNA-Sequenzen, insbesondere für die Methylierung und abgeleitete Modifikationen des DNA-Bausteins Cytosin, durch die eine Zelle ihre Gene flexibel ein- oder ausschalten kann.

Die herkömmliche DNA-Analyse liest normalerweise jedoch nur die Sequenz der vier DNA-Bausteine (neben Cytosin noch Adenin, Guanin und Thymin) aus, nicht auch deren Modifikationen – dafür muss man Tricks anwenden. Die Arbeitsgruppe von Prof. Summerer hat hier von der Natur abgeguckt: In bestimmten Erregern von Pflanzenkrankheiten gibt es Proteine, die flexibel an Gene in Zellen der Wirtspflanze binden und diese regulieren können, was im sogenannten Genom-Engineering bereits genutzt wird.

Die Arbeitsgruppe hat die Selektivitätsmechanismen dieser Proteine „gehackt“ und einen Bauplan für Proteinsonden mit einer erweiterten Programmierbarkeit der DNA-Erkennung entwickelt. So kann sie inzwischen TALE-Proteine (transcription-activator like effector proteins) derart programmieren, dass diese spezifisch an die zu untersuchende DNA-Sequenz binden und dabei zwischen unterschiedlichen modifizierten und der nicht-modifizierten Cytosin-Variante unterscheiden können.

Mithilfe der TALE-Proteine lassen sich nun erstmals beliebige modifizierte und nicht-modifizierte DNA-Abschnitte aus Tumorproben im Labor gezielt und direkt voneinander trennen, bevor es zur weiteren Analyse geht.

Das vorliegende Verhältnis von DNA mit modifiziertem und nicht-modifiziertem Baustein ist charakteristisch für die Art des Tumors und kann zum Beispiel Hinweise darauf geben, welche Medikamente helfen und welche nicht. So ist beispielsweise bekannt, dass bei der häufigsten Leukämieform von Erwachsenen eine Chemotherapie oft nicht erforderlich ist, sofern in einem bestimmten Gen ein Cytosin methyliert ist, während der umgekehrte Fall eine sofortige Therapie notwendig macht.

Der Nachweis von derlei DNA-Modifikationen war bisher schon durch andere Tricks im Labor möglich, jedoch erlauben bisherige Verfahren keine direkte Trennung von frei wählbaren, modifizierten und nicht-modifzierten DNA Abschnitten wie die neue Methodik aus Dortmund. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society (JACS) veröffentlicht.

Martin Rothenberg | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.tu-dortmund.de/

Weitere Berichte zu: Cytosin DNA-Analyse Methylierung TALE-Proteine Thymin Zelle dna

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Behandlungsansatz für Juckreizgeplagte
15.08.2018 | Universität Zürich

nachricht Cholestase: Riss in Lebermembran lässt Galle abfließen
15.08.2018 | Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund

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: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Im Focus: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Im Focus: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

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

Macht Sinn: Fraunhofer entwickelt Sensorsystem für KMU

15.08.2018 | Energie und Elektrotechnik

Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

15.08.2018 | Informationstechnologie

FKIE-Wissenschaftler präsentiert neuen Ansatz zur Detektion von Malware-Daten in Bilddateien

15.08.2018 | Informationstechnologie

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