Sie können bestimmte Sequenzen in DNA hochspezifisch erkennen und spalten - Restriktionsenzyme sind unentbehrliche Werkzeuge in der Gentechnologie geworden. Solche Gen-Scheren und ähnliche Enzyme werden heute systematisch verbessert, um sie für die Gentherapie nutzen zu können.
Benno Schierling, Stipendiat im internationalen Graduiertenkolleg 1384 "Enzymes and multienzyme complexes acting on nucleic acids", liefert mit seiner Forschung an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) wichtige Erkenntnisse für den Einsatz von Gen-Scheren in der Gentherapie beim Menschen: Er veränderte diese Enzyme so, dass sie durch Licht an- und abschaltbar sind.
Dazu baute er einen chemischen Schalter, der von Wissenschaftlern von der Lomonosov-Universität in Moskau synthetisiert wurde, so in eine Gen-Schere ein, dass deren Aktivität durch langwelliges ultraviolettes Licht angestellt und durch blaues Licht abgestellt werden kann. Damit ist der prinzipielle Nachweis geglückt, dass Gen-Scheren durch Licht in ihrer Aktivität kontrolliert werden können.
Diese Ergebnisse von Schierlings Doktorarbeit sind in der renommierten US-amerikanischen Fachzeitschrift "PNAS" (Proceedings of the National Academy of Sciences) publiziert worden. Diese Arbeit, die aus einer Kooperation der Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Alfred Pingoud (Institut für Biochemie) und Prof. Dr. Bernhard Spengler (Institut für Anorganische und Analytische Chemie) und auf der russischen Seite von Prof. Dr. Tatjana Oretskaya (Chemie Department der Lomonosov Universität Moskau) hervorging, fand eine besondere Erwähnung in einem Kommentar in den "PNAS". Darin wurde hervorgehoben, dass durch die Arbeit von Schierling et al. der prinzipielle Nachweis geliefert wurde, dass die Aktivität von Gen-Scheren zeitlich und räumlich kontrolliert werden kann. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass solche Enzyme in der Gentherapie beim Menschen genutzt werden können.
Der Austausch von defekten Genen durch intakte ist zwar im Zellkulturmodell erfolgreich durchgeführt worden. Dabei wurde allerdings festgestellt, dass eine Rest-Toxizität auftreten kann, die für eine Therapie beim Menschen nicht akzeptabel wäre. Diese Toxizität wird darauf zurückgeführt, dass die an sich maßgeschneiderten Gen-Scheren bei langer Einwirkzeit auch unspezifisch DNA spalten. Dies könnte man verhindern, wenn man diese Enzyme wie Schierling so verändert, dass sie an- und abschaltbar sind. Bei einer Gentherapie ex vivo - also an Zellen, die dem Organismus entnommen und nach der erfolgten Therapie wieder zurückgegeben werden - könnten abschaltbare Gen-Scheren das Problem der Rest-Toxizität lösen.
Titel der Publikation:doi: 10.1073/pnas.0909444107
Kommentar:doi:10.1073/pnas.0913923107
Kontakt:
Caroline Link | idw
Weitere Informationen:
http://www.pnas.org/content/107/4/1361.long
http://www.pnas.org/content/107/4/1259.full
Weitere Berichte zu: > Analytische Chemie > Biochemie > DNA > GRK > Gentherapie > PNAS > Rest-Toxizität > Schach > enzyme
Wie Korallenlarven sesshaft werden
22.02.2019 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg
Endosporen schlummern in tiefen Meeressedimenten
22.02.2019 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen
Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Astronomen des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie hat Radioteleskope auf fünf Kontinenten miteinander verknüpft, um das Vorhandensein eines stark gebündelten Materiestrahls, eines sogenannten Jets zu beweisen, der vom Überrest des bisher einzigen bekannten Gravitationswellenereignisses ausgeht, bei dem zwei Neutronensterne miteinander verschmolzen. Bei den Beobachtungen im weltweiten Netzwerk spielte das 100-m-Radioteleskop in Effelsberg eine wichtige Rolle.
Im August 2017 wurde zum ersten Mal die Verschmelzung zweier sehr kompakter Sternüberreste, sogenannter Neutronensterne, beobachtet, deren vorhergehende...
An international research team including astronomers from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has combined radio telescopes from five continents to prove the existence of a narrow stream of material, a so-called jet, emerging from the only gravitational wave event involving two neutron stars observed so far. With its high sensitivity and excellent performance, the 100-m radio telescope in Effelsberg played an important role in the observations.
In August 2017, two neutron stars were observed colliding, producing gravitational waves that were detected by the American LIGO and European Virgo detectors....
Mit additiven Verfahren wie dem 3D-Druck lässt sich nahezu jede beliebige Struktur umsetzen – sogar im Nanobereich. Diese können, je nach verwendeter „Tinte“, die unterschiedlichsten Funktionen erfüllen: von hybriden optischen Chips bis zu Biogerüsten für Zellgewebe. Im gemeinsamen Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” wollen Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg die dreidimensionale additive Fertigung auf die nächste Stufe heben: Ziel ist die Entwicklung neuer Technologien, die einen flexiblen, digitalen Druck ermöglichen, der mit Tischgeräten Strukturen von der molekularen bis zur makroskopischen Ebene umsetzen kann.
„Der 3D-Druck bietet gerade im Mikro- und Nanobereich enorme Möglichkeiten. Die Herausforderungen, um diese zu erschließen, sind jedoch ebenso gewaltig“, sagt...
Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.
Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...
Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.
Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...
Anzeige
Anzeige
Mobile World Congress: Bundesamt für Strahlenschutz rät zu Handys mit geringem SAR-Wert
22.02.2019 | Veranstaltungen
Unendliche Weiten: Geophysiker nehmen den Weltraum ins Visier
21.02.2019 | Veranstaltungen
Tagung rund um zuverlässige Verbindungen
20.02.2019 | Veranstaltungen
Der Zeit atomarer Vorgänge auf der Spur
22.02.2019 | Physik Astronomie
Wie Korallenlarven sesshaft werden
22.02.2019 | Biowissenschaften Chemie
Ökologische Holz-Hybridbauweisen für den Geschossbau
22.02.2019 | Architektur Bauwesen