Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie die Enden der Chromosomen die Zellalterung beeinflussen

11.09.2013
Heidelberger Wissenschaftler untersuchen Funktion der Telomere in zellulären Alterungsprozessen

Mit Untersuchungen zu den Prozessen, die sich an den Enden von Chromosomen abspielen, haben Heidelberger Wissenschaftler einen wichtigen Mechanismus aufgedeckt, der zu einem besseren Verständnis der Zellalterung führt. Im Mittelpunkt steht dabei die Länge der Chromosomenenden, der sogenannten Telomere, die sich experimentell beeinflussen lässt.

Die Arbeiten, die am Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg (ZMBH) durchgeführt wurden, eröffnen neue Ansätze für die Entwicklung von Therapien bei Gewebeverlusten und Organversagen, die im Zusammenhang mit der Alterung von Zellen, der Seneszenz, stehen. Die vor Kurzem in der Zeitschrift „Nature Structural & Molecular Biology“ veröffentlichten Forschungsergebnisse könnten auch in der Krebsbehandlung von Bedeutung sein.

Jede Zelle enthält einen Chromosomensatz, in dem ein Großteil der Erbinformation in Form von DNA gespeichert ist. Diese Information muss geschützt werden, damit die ordnungsgemäße Funktion der Zelle erhalten bleibt. Dabei übernehmen die Enden der Chromosomen, die Telomere, eine wichtige Rolle und schützen die chromosomale DNA vor Abbau. „Man kann sich Telomere wie die Plastikkappen an Schnürsenkeln vorstellen. Ohne diese Kappen fransen die Enden aus, und schließlich kann der ganze Schnürsenkel seine Funktion nicht mehr erfüllen“, erklärt Dr. Brian Luke. Seine Forschergruppe am ZMBH beschäftigt sich in erster Linie mit der Frage, auf welche Weise Telomere der DNA Schutz bieten.

In der Wissenschaft ist bekannt, dass Telomere mit jeder Zellteilung kürzer werden und schließlich so weit verkürzt sind, dass sie die Chromosomen nicht mehr schützen können. Die ungeschützten Chromosomenenden senden Signale aus, die dafür sorgen, dass sich die Zelle nicht mehr teilt. Dieser Zustand wird als „Seneszenz“ bezeichnet. Mit fortschreitendem Alter gibt es immer mehr seneszente Zellen, die den Verlust von Gewebe und Organversagen begünstigen können. „Bei bestimmten Krankheiten haben die Patienten von Geburt an kurze Telomere und sind daher oft schon frühzeitig starken Gewebeverlusten und Funktionsstörungen von Organen ausgesetzt“, erläutert der Heidelberger Wissenschaftler.

Die Forschergruppe um Dr. Luke hat nun herausgefunden, dass das An- oder Abschalten der Transkription an den Telomeren erhebliche Auswirkungen auf deren Länge haben kann. Bei der Transkription handelt es sich um den Vorgang, bei dem Informationen der DNA in RNA-Moleküle umgeschrieben werden. Er konnte erst vor kurzem bei Telomeren nachgewiesen werden, aber die funktionelle Bedeutung dieser Entdeckung blieb ungeklärt. Die Molekularbiologen Bettina Balk und André Maicher konnten jetzt zeigen, dass die RNA selbst eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Telomerlänge spielt – und zwar besonders dann, wenn sie an die Telomer-DNA bindet und ein sogenanntes „RNA-DNA-Hybrid-Molekül“ bildet.

„Experimentell haben wir die Anzahl der RNA-DNA-Hybride an den Chromosomenenden beeinflusst. So können wir das Tempo der zellulären Seneszenz direkt erhöhen oder verringern, indem wir die Länge des Telomers verändern“, erläutert Bettina Balk. Nach den Worten von André Maicher könnte dies der erste Schritt hin zu Telomer-basierten Behandlungsmethoden bei Gewebeverlusten oder Organversagen sein. Im Falle von Krankheiten bleibt es zu überprüfen, ob die Veränderung der Transkriptionsraten von Telomeren tatsächlich den Gesundheitszustand verbessern kann. Von Bedeutung ist dieser Ansatz auch bei Krebszellen, die nicht altern und quasi unsterblich sind. „Die Regulierung der Länge von Telomeren über die Beinflussung der Transkription könnte daher auch in der Krebstherapie eine Anwendung finden“, betont Dr. Luke.

Die Nachwuchsforschergruppe von Dr. Luke ist Mitglied des Netzwerks AlternsfoRschung (NAR) an der Universität Heidelberg und wird finanziell von der Baden-Württemberg Stiftung unterstützt. Weitere Fördermittel werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Sonderforschungsbereichs „Zelluläre Qualitätskontrolle und Schadensbegrenzung“ (SFB 1036) der Ruperto Carola bereit gestellt.

Originalveröffentlichung:
B. Balk, A. Maicher, M. Dees, J. Klermund, S. Luke-Glaser, K. Bender & B. Luke: Telomeric RNA-DNA hybrids affect telomere length dynamics and senescence; Nat. Struct. Mol. Biol. (8 September 2013), DOI: 10.1038/nsmb.2662
Kontakt:
Dr. Brian Luke
Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg
Telefon (06221) 54-6897, b.luke@zmbh.uni-heidelberg.de
Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen
17.08.2018 | Leibniz Universität Hannover

nachricht Forschende entschlüsseln das Alter feiner Baumwurzeln
17.08.2018 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

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: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

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