Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie man Gen-Scheren in Schach hält

10.03.2010
DNA-spaltende Enzyme lassen sich durch Licht kontrollieren - Wichtige Voraussetzung für Gentherapie beim Menschen - Gießener Wissenschaftler publizieren in der renommierten Fachzeitschrift "PNAS"

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:
Schierling B., Noël A.J., Wende W., Hien le T., Volkov E., Kubareva E., Oretskaya T., Kokkinidis M., Römpp A., Spengler B., Pingoud A.: Controlling the enzymatic activity of a restriction enzyme by light. PNAS January 26, 2010, Vol. 107, No. 4: 1361-1366.

doi: 10.1073/pnas.0909444107

Kommentar:
Zaremba M., Siksnys V.: Molecular scissors under light control. PNAS January 26, 2010, Vol. 107, No. 4: 1259-60.

doi:10.1073/pnas.0913923107

Kontakt:
Prof. Dr. Peter Friedhoff, Sprecher des GRK 1384
Institut für Biochemie, Heinrich-Buff-Ring 58, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-35407
Dr. Anja Drescher, Koordinatorin des GRK 1384
Institut für Biochemie, Heinrich-Buff-Ring 58, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-35412

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Es braucht mehr als einen globalen Eindruck, um einen Fisch zu bewegen
16.10.2019 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

nachricht Blasentang zeigt gekoppelte Reaktionen auf Umweltveränderungen
15.10.2019 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

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: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Im Focus: An ultrafast glimpse of the photochemistry of the atmosphere

Researchers at Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) in Munich have explored the initial consequences of the interaction of light with molecules on the surface of nanoscopic aerosols.

The nanocosmos is constantly in motion. All natural processes are ultimately determined by the interplay between radiation and matter. Light strikes particles...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Verletzungen des Sprunggelenks immer ärztlich abklären lassen

16.10.2019 | Veranstaltungen

Digitalisierung trifft Energiewende

15.10.2019 | Veranstaltungen

Bauingenieure im Dialog 2019: Vorträge stellen spannende Projekte aus dem Spezialtiefbau vor

15.10.2019 | Veranstaltungen

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

Verletzungen des Sprunggelenks immer ärztlich abklären lassen

16.10.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

16.10.2019 | Messenachrichten

Es braucht mehr als einen globalen Eindruck, um einen Fisch zu bewegen

16.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

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