Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Rezept für eine Fruchtfliege

18.10.2019

Mittlerweile kennt man viele der Proteine, die für den Aufbau eines multizellulären Organismus erforderlich sind. Jedoch ist weitgehend unklar, wie viele Kopien jeder Proteinart vorhanden sind und benötigt werden, damit sich ein vollständiger Organismus entwickeln kann. Forscher am Max-Planck-Institut (MPI) für Biochemie haben mit Hilfe der Massenspektrometrie die absolute Kopienzahl verschiedener Kernproteine und Histonmarkierungen in Fruchtfliegen bestimmt. Diese Informationen helfen unserem Verständnis, wie die verschiedenen Proteine zusammenwirken, um den Aufbau einer Fruchtfliege zu steuern. Die Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Developmental Cell veröffentlicht.

Fruchtfliegen und Menschen haben vieles gemeinsam, etwa 60 Prozent der Fliegengene kommen beim Menschen in ähnlicher Form vor. Durch die Forschung am Fruchtfliegenmodell wurden viele Erkenntnisse über grundlegende Mechanismen gewonnen.


Die Ergebnisse dieser Studien haben wichtige Hinweise darauf gegeben, wie diese Mechanismen auch in Säugetieren oder Menschen funktionieren.

In der aktuellen Studie untersuchte Jürg Müller vom MPI für Biochemie zusammen mit den Forschergruppen von Axel Imhof an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München und Michiel Vermeulen an der Radboud University in Nimwegen das Proteinset, welches die Entwicklung einer Fliege steuert. Sie bestimmten die absolute Kopienzahl von Proteinen und chemischen Markierungen auf Histonproteinen im Zellkern in Fruchtfliegenembryonen.

Im Zellkern ist die DNA um sogenannte Histonproteine gewickelt, auch beaknnt als Chromatin. Die gesamte Information in der genomische DNA die bestimmt, wie sich eine befruchtete Eizelle zu einem Organismus entwickelt, ist somit in Chromatin verpackt. Jürg Müller, Leiter der Forschungsgruppe "Biologie des Chromatins", erklärt:

"Die Entwicklung eines Embryos ist ein faszinierender Prozess. Im Gegensatz zum Menschen können wir mit Modellsystemen wie der Fruchtfliege diesen Prozess nicht nur beschreiben, sondern auch untersuchen, wie er bei genetisch veränderten Tieren abläuft. Die Organisation des Chromatins verändert sich dramatisch während der Entwicklung. Wir wollten deshalb verstehen, ob und wie sich die Menge verschiedener Chromatinproteine und der chemischen Markierungen auf Histonen in den kritischen Phasen der Entwicklung verändert."

Die Forscher ermittelten die Kopienzahl von fast 4000 Proteinen und chemischen Markierungen an Histonproteinen in zwei verschiedenen Stadien der embryonalen Entwicklung.

Jacques Bonnet, der Erstautor der Studie, sagt: "Man kann das Wissen, dass wir über die Mengen der einzelnen Proteinarten gewonnen haben, mit dem Wissen vergleichen, welches zum Backen eines Kuchens benötigt wird. Zu wissen, dass man Eier, Zucker, Mehl, Butter, Rosinen und Backpulver hinzufügen muss, ergibt für sich allein noch kein Rezept - man muss die genaue Menge jeder Zutat kennen, um den Kuchen zu backen. Genau gleich ist es, wenn wir den Prozess der Embryonenentwicklung verstehen wollen – es ist wichtig zu wissen wie viele Kopien jedes Proteins in einer Embryonalzelle vorhanden sind".

"Interessanterweise haben wir festgestellt, dass – anders als vermutet – viele Proteine in weit geringerer Kopienzahl vorhanden sind, während andere Proteine bedeutend häufiger vorkommen. Diese Beobachtungen sind wichtig für unser Verständnis wie die genomische DNA im Chromatin verpackt ist und reguliert wird, und einige unserer derzeitigen Sichtweisen müssen revidiert werden." so Jürg Müller.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Jürg Müller
Biologie des Chromatins
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried

E-Mail: muellerj@biochem.mpg.de
https://www.biochem.mpg.de/en/rg/mueller

Originalpublikation:

Originalpublikation:
J. Bonnet, R.G.H. Lindeboom, D. Pokrovsky, G. Stricker, M.H. Çelik, R.A.W. Rupp, J. Gagneur, M. Vermeulen, A. Imhof and J. Müller: Quantification of proteins and histone marks in Drosophila embryos reveals stoichiometric relationships impacting chromatin regulation. Developmental Cell, Oktober 2019

Weitere Informationen:

https://www.biochem.mpg.de/news/pressroom - Pressemeldungen des MPIs für Biochemie

Dr. Christiane Menzfeld | Max-Planck-Institut für Biochemie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht KI-gesteuerte Klassifizierung einzelner Blutzellen: Neue Methode unterstützt Ärzte bei der Leukämiediagnostik
13.11.2019 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Darmbakterien könnten Entstehung von Multipler Sklerose beeinflussen
13.11.2019 | Exzellenzcluster Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen

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: New Pitt research finds carbon nanotubes show a love/hate relationship with water

Carbon nanotubes (CNTs) are valuable for a wide variety of applications. Made of graphene sheets rolled into tubes 10,000 times smaller than a human hair, CNTs have an exceptional strength-to-mass ratio and excellent thermal and electrical properties. These features make them ideal for a range of applications, including supercapacitors, interconnects, adhesives, particle trapping and structural color.

New research reveals even more potential for CNTs: as a coating, they can both repel and hold water in place, a useful property for applications like printing,...

Im Focus: Magnetisches Tuning auf der Nanoskala

Magnetische Nanostrukturen maßgeschneidert herzustellen und nanomagnetische Materialeigenschaften gezielt zu beeinflussen, daran arbeiten Physiker des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) gemeinsam mit Kollegen des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden und der Universität Glasgow. Zum Einsatz kommt ein spezielles Mikroskop am Ionenstrahlzentrum des HZDR, dessen hauchdünner Strahl aus schnellen geladenen Atomen (Ionen) periodisch angeordnete und stabile Nanomagnete in einem Probenmaterial erzeugen kann. Es dient aber auch dazu, die magnetischen Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu optimieren.

„Materialien im Nanometerbereich magnetisch zu tunen birgt ein großes Potenzial für die Herstellung modernster elektronischer Bauteile. Für unsere magnetischen...

Im Focus: Magnets for the second dimension

If you've ever tried to put several really strong, small cube magnets right next to each other on a magnetic board, you'll know that you just can't do it. What happens is that the magnets always arrange themselves in a column sticking out vertically from the magnetic board. Moreover, it's almost impossible to join several rows of these magnets together to form a flat surface. That's because magnets are dipolar. Equal poles repel each other, with the north pole of one magnet always attaching itself to the south pole of another and vice versa. This explains why they form a column with all the magnets aligned the same way.

Now, scientists at ETH Zurich have managed to create magnetic building blocks in the shape of cubes that - for the first time ever - can be joined together to...

Im Focus: A new quantum data classification protocol brings us nearer to a future 'quantum internet'

The algorithm represents a first step in the automated learning of quantum information networks

Quantum-based communication and computation technologies promise unprecedented applications, such as unconditionally secure communications, ultra-precise...

Im Focus: REANIMA - für ein neues Paradigma der Herzregeneration

Endogene Mechanismen der Geweberegeneration sind ein innovativer Forschungsansatz, um Herzmuskelschäden zu begegnen. Ihnen widmet sich das internationale REANIMA-Projekt, an dem zwölf europäische Forschungszentren beteiligt sind. Das am CNIC (Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares) in Madrid koordinierte Projekt startet im Januar 2020 und wird von der Europäischen Kommission mit 8 Millionen Euro über fünf Jahre gefördert.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachen weltweit die meisten Todesfälle. Herzinsuffizienz ist geradezu eine Epidemie, die neben der persönlichen Belastung mit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Mediation – Konflikte konstruktiv lösen

12.11.2019 | Veranstaltungen

Hochleistungsmaterialien mit neuen Eigenschaften im Fokus von Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft

11.11.2019 | Veranstaltungen

Weniger Lärm in Innenstädten durch neue Gebäudekonzepte

08.11.2019 | Veranstaltungen

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

Effiziente Motorenproduktion mit der neuesten Generation des LZH IBK

13.11.2019 | Maschinenbau

KI-gesteuerte Klassifizierung einzelner Blutzellen: Neue Methode unterstützt Ärzte bei der Leukämiediagnostik

13.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Faserverstärkte Verbundstoffe schnell und präzise durchleuchten

13.11.2019 | Physik Astronomie

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