Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Epigenom der Herzmuskelzelle entschlüsselt

27.10.2014

Freiburger Pharmakologen identifizieren Schalter, die für das kardiale Genprogramm eine bedeutende Rolle spielen

Freiburger Pharmakologen haben erstmals das Epigenom von Herzmuskelzellen komplett entschlüsselt. Sie versprechen sich davon unter anderem neue Erkenntnisse über die Entstehung angeborener Herzfehler und der chronischen Herzinsuffizienz. Die Ergebnisse hat das Team in der Fachzeitschrift „Nature Communications" veröffentlicht.


Während der Entwicklung aus Stamm- und Vorläuferzellen durchlaufen Herzmuskelzellen einen Reifungsprozess (obere Reihe), der von der DNA im Zellkern epigenetisch gesteuert wird (untere Reihe). Im Verlauf dieser Reifung werden Methylgruppen (CH3) von der DNA entfernt, um zuerst Transkriptionsfaktoren (TF) den Zugang zu ermöglichen und dann das Ablesen von Herzmuskelzell-Genen zu ermöglichen. Bei einer Herzinsuffizienz wird das pathologische Wachstum durch Proteine gesteuert, die die DNA-Methylierung erkennen (zum Beispiel MeCP2). Grafik: Lutz Hein

Das Epigenom ist die Gesamtheit der epigenetischen Mechanismen, die darüber entscheiden, welche Gene in einer Zelle aktiv sind und welche nicht. Dabei können wechselnde Umweltbedingungen wie Ernährung, Stress oder Medikamente epigenetische Muster hinterlassen. Solche Mechanismen spielen bei der Krebsentstehung eine wichtige Rolle, ihre Bedeutung für Herzerkrankungen ist aber bisher weitgehend unbekannt.

Das Herz vollbringt während der Entwicklung und beim Wachstum nach der Geburt enorme Leistungen. Es ist das erste Organ, das sich im wachsenden Embryo bildet, und es versorgt den ganzen Körper ununterbrochen mit Sauerstoff und Nährstoffen. Um diese Aufgaben zu bewältigen, übernimmt der Zellkern in Herzmuskelzellen die zentrale Steuerfunktion.

Das Team um Dr. Ralf Gilsbach und Prof. Dr. Lutz Hein hat nun eine neue Methode entwickelt, um aus Herzgewebe, das aus verschiedenen Zelltypen besteht, die Zellkerne der Herzmuskelzellen zu isolieren. Aus den gereinigten Zellkernen haben die Wissenschaftler mit dem Verfahren der DNA-Sequenzierung hochaufgelöste Karten der DNA-Methylierung – eines der wichtigsten epigenetischen Mechanismen zur Regulierung von Genaktivität – und weiterer epigenetischer Marker aller Gene erstellt.

Auf dieser Grundlage haben sie erstmals die epigenetischen Schalter identifiziert, die die Umschaltung des kardialen Genprogramms während der Geburt sowie bei der Herzinsuffizienz auslösen. Nun wollen die Forscher die Methode verfeinern, um auch kleinste Gewebebiopsien, die beispielsweise bei Herzkatheteruntersuchungen gewonnen werden, epigenetisch zu analysieren.

Lutz Hein ist Direktor der Abteilung II des Instituts für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie der Universität Freiburg, in dem auch Ralf Gilsbach forscht. Zudem waren Arbeitsgruppen aus dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereich 992 „Medizinische Epigenetik", dem Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik sowie dem Universitäts-Herzzentrum Freiburg-Bad Krozingen an dem Projekt beteiligt.

Originalpublikation:

Gilsbach R et al., Dynamic DNA methylation orchestrates cardiomyocyte development, maturation and disease, Nature Communications, 22.10.2014, doi:10.1038/ncomms6288

www.nature.com/ncomms/2014/141022/ncomms6288/full/ncomms6288.html

Die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg erreicht in allen Hochschulrankings Spitzenplätze. Forschung, Lehre und Weiterbildung wurden in Bundeswettbewerben prämiert. Mehr als 24.000 Studierende aus über 100 Nationen sind in 188 Studiengängen eingeschrieben. Etwa 5.000 Lehrkräfte sowie Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Verwaltung engagieren sich – und erleben, dass Familienfreundlichkeit, Gleichstellung und Umweltschutz hier ernst genommen werden.

Kontakt:

Prof. Dr. Lutz Hein

Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Tel.: 0761/203-5314

E-Mail: lutz.hein@pharmakol.uni-freiburg.de

Melanie Hübner | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistenzen im Fokus der Forschung
12.12.2018 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab
12.12.2018 | Universität Basel

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: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Im Focus: Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

Von „Frequenzkämmen“ spricht man bei speziellem Laserlicht, das sich optimal für chemische Sensoren eignet. Eine revolutionäre Technik der TU Wien erzeugt dieses Licht nun viel einfacher und robuster als bisher.

Ein gewöhnlicher Laser hat genau eine Farbe. Alle Photonen, die er abstrahlt, haben genau dieselbe Wellenlänge. Es gibt allerdings auch Laser, deren Licht...

Im Focus: Topological material switched off and on for the first time

Key advance for future topological transistors

Over the last decade, there has been much excitement about the discovery, recognised by the Nobel Prize in Physics only two years ago, that there are two types...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

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

Biofilme generieren ihre Nährstoffversorgung selbst

12.12.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Tanz mit dem Feind

12.12.2018 | Physik Astronomie

Künstliches Perlmutt nach Mass

12.12.2018 | Materialwissenschaften

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