Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Göttinger Forscher entdecken Mechanismus, der Schäden durch verkürzte Proteine verhindert

12.06.2019

Weil bestimmte Anteile der Zelle, die eine Übersetzung der Erbsubstanz enthalten, vom Zellkern in einen anderen Teil der Zelle wandern, werden sie vom Zugriff von Zellmaschinen, den sogenannten Spleißosomen, geschützt. Geschieht dies nicht, ist die gesamte Zelle in Gefahr und es können Krebs und neurodegenerative Krankheiten entstehen. Forscherinnen und Forscher der Universität Göttingen und der Universitätsmedizin Göttingen haben den zugrundeliegenden Mechanismus in der Zelle aufgezeigt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Cell Reports erschienen.

Menschliche Zellen unterteilen sich in einen Zellkern, der die Erbsubstanz in Form von DNA enthält, und das Zellplasma, in dem Proteine hergestellt werden. Im Zellkern wird die DNA, die den Bauplan für den Organismus enthält, in eine andere Form, die Boten-RNA, umgeschrieben, um sie etwa zu transportieren und eine Abschrift des Bauplans zur Proteinherstellung verwenden zu können.


Nachweis der zytoplasmatischen snRNA in normalen (Wild type) Zellen im Cytoplasma und das „Festhalten“ diesen snRNAs in genetisch veränderten Zellen.

Heike Krebber


Prof. Dr. Heike Krebber

Heike Krebber

Getrennt vom „Original“, also der DNA, werden die Proteine dann im Zellplasma produziert. Die Trennung ist deshalb wichtig, weil die Boten-RNA nicht sofort fertig vorliegt. Vielmehr wird erst ein Vorläufer hergestellt, welcher noch Bereiche enthält, die entfernt werden müssen, bevor die Boten-RNA das Zellplasma erreicht. Werden diese nicht vorher entfernt, entstehen zum Beispiel verkürzte oder gar keine funktionellen Proteine, was gefährlich für die Zelle ist.

Die „Maschinen“, die diese Bereiche aus der Boten-RNA herausschneiden, sind die Spleißosomen – sie enthalten Proteine und einige „Abschriften“ der DNA, die snRNA, die nicht wie die Boten-RNA in Proteine übersetzt werden, sondern zusammen mit den Proteinen die Maschine, nämlich das Spleißosom bilden.

In menschlichen Zellen bewegt sich die snRNA der Spleißosomen ebenfalls ins Zellplasma. In anderen Organismen wie etwa der Bäckerhefe, die häufig als Modellorganismus in der Forschung verwendet wird, nahmen Wissenschaftler bislang an, dass die snRNA der Spleißosomen den Zellkern niemals verlassen. Bislang war auch unklar, was der Grund für die evolutionäre Entwicklung zum Export der Boten-RNA in Spleißosomen menschlicher Zellen gewesen sein könnte.

„Unsere Experimente zeigen, dass die snRNA der Spleißosomen auch in der Hefe in das Zellplasma wandern“, sagt Prof. Dr. Heike Krebber, Leiterin der Abteilung Molekulare Genetik am Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen.

In einem zweiten Schritt klärten die Forscherinnen und Forscher die Frage, warum sich die Boten-RNA der Spleißosomen überhaupt in das Zellplasma bewegt, wo doch die Aufgabe der Spleißosomen ist, einzelne RNA-Bereiche herauszuschneiden – was im Zellkern stattfindet.

Das Forscherteam manipulierte die Hefe durch genetische Experimente, sodass die Vorläufer der snRNA nicht mehr ins Zellplasma wechselt. Die Beobachtung: „Die Spleißosomen versuchen, auch mit den Vorläufern, der unfertigen snRNA, zu arbeiten, was nicht funktioniert“, so Krebber.

„Aus diesem Grund müssen gesunde Zellen die Vorläufer der Boten-RNA sofort nach ihrer Herstellung erst mal aus dem Zellkern herausschicken, um sie dem Zugriff der sich formierenden Spleißosomen zu entziehen.“ Dieses grundlegende Verständnis ist wichtig, um der Entstehung von Krankheiten auf den Grund zu gehen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Heike Krebber
Georg-August-Universität Göttingen
Abteilung Molekulare Genetik
Institut für Mikrobiologie und Genetik
Grisebachstr. 8, 37077 Göttingen
Telefon: 0551 39-33801
E-Mail: heike.krebber@biologie.uni-goettingen.de

www.uni-goettingen.de/de/192168.html 

Originalpublikation:

Becker et al. Nuclear Pre-snRNA Export is an Essential Quality Assurance Mechanism for Functional Spliceosomes. Cell Reports (2019). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.05.031

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Boten-RNA Bäckerhefe Genetik Hefe Mikrobiologie Proteine Proteinherstellung Zellen Zellkern Zellplasma dna

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einblick in die dunkle Materie des Genoms
20.11.2019 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

nachricht Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»
19.11.2019 | Universität Bern

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: With artificial intelligence to a better wood product

Empa scientist Mark Schubert and his team are using the many opportunities offered by machine learning for wood technology applications. Together with Swiss Wood Solutions, Schubert develops a digital wood-selection- and processing strategy that uses artificial intelligence.

Wood is a natural material that is lightweight and sustainable, with excellent physical properties, which make it an excellent choice for constructing a wide...

Im Focus: Eine Fernsteuerung für alles Kleine

Atome, Moleküle oder sogar lebende Zellen lassen sich mit Lichtstrahlen manipulieren. An der TU Wien entwickelte man eine Methode, die solche „optischen Pinzetten“ revolutionieren soll.

Sie erinnern ein bisschen an den „Traktorstrahl“ aus Star Trek: Spezielle Lichtstrahlen werden heute dafür verwendet, Moleküle oder kleine biologische Partikel...

Im Focus: Atome hüpfen nicht gerne Seil

Nanooptische Fallen sind ein vielversprechender Baustein für Quantentechnologien. Forscher aus Österreich und Deutschland haben nun ein wichtiges Hindernis für deren praktischen Einsatz aus dem Weg geräumt. Sie konnten zeigen, dass eine besondere Form von mechanischen Vibrationen gefangene Teilchen in kürzester Zeit aufheizt und aus der Falle stößt.

Mit der Kontrolle einzelner Atome können Quanteneigenschaften erforscht und für technologische Anwendungen nutzbar gemacht werden. Seit rund zehn Jahren...

Im Focus: Der direkte Weg zur Phosphorverbindung: Regensburger Chemiker entwickeln Katalysemethode

Wissenschaftler finden effizientere und umweltfreundlichere Methode, um Produkte ohne Zwischenstufen aus weißem Phosphor herzustellen.

Pflanzenschutzmittel, Dünger, Extraktions- oder Schmiermittel – Phosphorverbindungen sind aus vielen Mitteln für den Alltag und die Industrie nicht...

Im Focus: Atoms don't like jumping rope

Nanooptical traps are a promising building block for quantum technologies. Austrian and German scientists have now removed an important obstacle to their practical use. They were able to show that a special form of mechanical vibration heats trapped particles in a very short time and knocks them out of the trap.

By controlling individual atoms, quantum properties can be investigated and made usable for technological applications. For about ten years, physicists have...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

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

Mit alten Buchenwäldern in Europa regionale Entwicklung stärken

20.11.2019 | Agrar- Forstwissenschaften

Zelltod oder Krebswachstum: eine Frage des Zusammenhalts!

20.11.2019 | Medizin Gesundheit

Einblick in die dunkle Materie des Genoms

20.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

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