Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DNA-Reparatur: ein neuer Buchstabe im Zellalphabet

14.02.2017

Studie offenbart wie „blinde Flecken“ in der Wissenschaft entstehen können

Das Erbgut in unseren Zellen muss ständig repariert werden, um die Entstehung von Krankheiten, wie zum Beispiel Krebs, zu verhindern. Dafür schickt die Zelle „Reparatur-Proteine“ zu den geschädigten Bereichen der DNA. Um diese zu steuern, haben Zellen ein präzises Alphabet entwickelt.


Ein komplexe Markierung für die DNA-Reparatur: Die 3D-Darstellung zeigt die Anheftung der ADP-Ribosylierung an die Aminosäure Serin im Protein (in türkis).

Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Jetzt haben Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns einen neuen Weg entdeckt, wie ein Buchstabe dieses Zellalphabets mit Proteinen verknüpft wird. Diese neue Proteinmodifikation, genannt Serin-ADP-Ribosylierung, wurde jahrzehntelang von Wissenschaftlern übersehen. Daher offenbart diese Studie auch, wie in der Wissenschaft „blinde Flecken“ entstehen können.

In der Grundlagenforschung beginnen neue Forschungsprojekte häufig ganz einfach damit bestehende Ergebnisse zu reproduzieren, um auf diesen dann die eigene Studie aufzubauen. Das war auch genau der Plan einer jungen Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Ivan Matic am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln. Am Ende fand die Forschungsgruppe in Kollaboration mit Dr. Ivan Ahel von der Universität in Oxford einen völlig neuen Mechanismus, der einige der alten Erkenntnisse auf den Kopf stellt.

Die Forschungsgruppe untersucht, wie Zellen das Schicksal von Proteinen bestimmen, in dem sie präzise verschiedene Markierungen, genannt „post-translationale Modifikationen“, an Proteine anheftet. Dieses sind kleine chemische Etiketten, die Proteine aktivieren und funktionstüchtig werden lassen. Der Zelle steht dabei ein ganzes Repertoire an Markierungen zur Verfügung, welches sie wie ein Alphabet nutzen kann, um in etwa Proteine in den Zellkern zu schicken, die dort dann beschädigtes Erbgut reparieren.

„Wir haben eine der komplexesten Markierungen untersucht – die Adenosin-Diphosphat-Ribosylierung (ADPr). Es wurde in diesem Forschungsgebiet seit vielen Jahren angenommen, dass diese Markierung an einen bestimmten Teil im Protein angeheftet wird, nämlich die Aminosäuren Arginin, Lysin, Glutaminsäure und Asparaginsäure.

Als wir uns unsere Ergebnisse jedoch im Detail angesehen haben, fiel uns auf, dass die Aminosäure Serin immer ganz in der Nähe des angenommenen Anheftungspunkts auftauchte. Das hat uns sehr skeptisch gemacht. Nach vielen weiteren Untersuchungen waren wir uns dann sicher, dass tatsächlich die Aminosäure Serin der Anknüpfungspunkt für die Markierung des Proteins ist“, erzählt Matic.

Der Teufel steckt im Detail

Für Nicht-Wissenschaftler mag sich das wie ein kleines Detail anhören. Aber in der Zelle macht es einen großen Unterschied. Die Forscher konnten zeigen, dass die Modifikation einer Schlüsselrolle bei der Reparatur des Erbguts spielt. Diese Reparatur ist lebensnotwendig für alle Organismen - auch für den Menschen. Mit der Entdeckung des neuen Buchstabens haben die Wissenschaftler jetzt die Grundlage für eine weitere Entschlüsselung der DNA-Reparatur gelegt. „Unsere Forschung eröffnet neue Möglichkeiten für eine Verbesserung der Effizienz der DNA-Reparatur Maschinerie“, kommentiert Juan José Bonfiglio, Forscher in der Matic Gruppe.

Der blinde Fleck

Aber wie kann es sein, dass diese Modifikation so viele Jahre übersehen wurde? Tom Colby, Wissenschaftler in der Matic Gruppe, versucht es zu erklären: „Von Wissenschaftlern wird heutzutage verlangt, dass sie große Datenmengen produzieren und analysieren. Das bedeutet, dass man auf schon entwickelte Tools zurück greifen muss und diese dann auf das eigene biologische System anwendet. Das Problem dabei ist aber, dass diese Tools häufig auf alten Erkenntnissen basieren. Werden diese nicht überarbeitet und überprüft können „blinde Flecken“ entstehen. Die interessantesten Ergebnisse können sich also in diesen „blinden Flecken“ verstecken und über die denkt nie jemand nach.“

Matic fügt hinzu: Ich bin altmodisch. Ich mag es einen Schritt zurückzutreten und mir die Originalergebnisse im Detail anzusehen. Wenn ich das nicht gemacht hätte, hätten wir diese Modifikation genauso übersehen wie die Wissenschaft in den Jahren zuvor.“

Weitere Informationen:

https://www.age.mpg.de/public-relations/news/detail/dna-repair-a-new-letter-in-t...
http://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(17)30003-5
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27723750

Dr. Maren Berghoff | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Diagnostik für alle
14.10.2019 | Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

nachricht Inaktiver Rezeptor macht Krebs-Immuntherapien wirkungslos
14.10.2019 | Technische Universität München

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: Neuer Werkstoff für den Bootsbau

Um die Entwicklung eines Leichtbaukonzepts für Sportboote und Yachten geht es in einem Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Mittelhessen. Prof. Dr. Stephan Marzi vom Gießener Institut für Mechanik und Materialforschung arbeitet dabei mit dem Bootsbauer Krake Catamarane aus dem thüringischen Apolda zusammen. Internationale Kooperationspartner sind Prof. Anders Biel von der schwedischen Universität Karlstad und die Firma Lamera aus Göteborg. Den Projektbeitrag der THM fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand mit 190.000 Euro.

Im modernen Bootsbau verwenden die Hersteller als Grundmaterial vorwiegend Duroplasten wie zum Beispiel glasfaserverstärkten Kunststoff. Das Material ist...

Im Focus: Novel Material for Shipbuilding

A new research project at the TH Mittelhessen focusses on the development of a novel light weight design concept for leisure boats and yachts. Professor Stephan Marzi from the THM Institute of Mechanics and Materials collaborates with Krake Catamarane, which is a shipyard located in Apolda, Thuringia.

The project is set up in an international cooperation with Professor Anders Biel from Karlstad University in Sweden and the Swedish company Lamera from...

Im Focus: Controlling superconducting regions within an exotic metal

Superconductivity has fascinated scientists for many years since it offers the potential to revolutionize current technologies. Materials only become superconductors - meaning that electrons can travel in them with no resistance - at very low temperatures. These days, this unique zero resistance superconductivity is commonly found in a number of technologies, such as magnetic resonance imaging (MRI).

Future technologies, however, will harness the total synchrony of electronic behavior in superconductors - a property called the phase. There is currently a...

Im Focus: Ultraschneller Blick in die Photochemie der Atmosphäre

Physiker des Labors für Attosekundenphysik haben erkundet, was mit Molekülen an den Oberflächen von nanoskopischen Aerosolen passiert, wenn sie unter Lichteinfluss geraten.

Kleinste Phänomene im Nanokosmos bestimmen unser Leben. Vieles, was wir in der Natur beobachten, beginnt als elementare Reaktion von Atomen oder Molekülen auf...

Im Focus: Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?

Wie kommt es, dass manche Neutronensterne zu den stärksten Magneten im Universum werden? Eine mögliche Antwort auf die Frage nach der Entstehung dieser sogenannten Magnetare hat ein deutsch-britisches Team von Astrophysikern gefunden. Die Forscher aus Heidelberg, Garching und Oxford konnten mit umfangreichen Computersimulationen nachvollziehen, wie sich bei der Verschmelzung von zwei Sternen starke Magnetfelder bilden. Explodieren solche Sterne in einer Supernova, könnten daraus Magnetare entstehen.

Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2019

14.10.2019 | Veranstaltungen

10. Weltkonferenz der Ecosystem Services Partnership an der Leibniz Universität Hannover

14.10.2019 | Veranstaltungen

Bildung.Regional.Digital: Tagung bietet Rüstzeug für den digitalen Unterricht von heute und morgen

10.10.2019 | Veranstaltungen

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

Technologiemodul senkt Ausschussrate von Mikrolinsen auf ein Minimum

14.10.2019 | Informationstechnologie

Diagnostik für alle

14.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Bayreuther Forscher entdecken stabiles hochenergetisches Material

14.10.2019 | Materialwissenschaften

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