Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Temperatur-regulierter Abbau von Proteinen

27.07.2016

Genetiker aus Köln, Halle, Hamburg, und Zürich entwickeln ein neues Verfahren, mit dem man einzelne Eigenschaften (Phänotpyen) vielzelliger Organismen wie Pflanzen und mancher Tierarten nach Bedarf durch Einstellung der Umgebungstemperatur gezielt umschalten kann. Dadurch lässt sich die Funktion einzelner Gene und der von ihnen kodierten Proteine erforschen. Das Verfahren basiert auf einer temperatur-empfindlichen Mutation eines Proteins, die von Marceli Fröhlich und Jörg Höckendorff in ihrer Zeit als Doktoranden im Labor von Professor Jürgen Dohmen im Institut für Genetik generiert wurde.

Genetiker entwickeln Verfahren zur gezielten Steuerung von Genfunktionen

Proteine sind die hauptsächlich für die Gestalt und Funktion lebender Organismen verantwortlichen Bestandteile von Zellen. Die Zusammensetzung eines Proteins aus seinen Bausteinen, den Aminosäuren, wird durch die Sequenz der kodierenden Gene im Zellkern vorgegeben.

Nun sind manche Gene grundsätzlich von essentieller Bedeutung, andere nur in bestimmten Entwicklungsstadien oder Organen. Die genetische Forschung beschäftigt sich daher unter anderem mit den Fragen, wann, welches Gen für welche Funktion eines Organismus von Bedeutung ist.

Um dies untersuchen zu können, ist es erforderlich, die Funktion von Genen bzw. der von diesen kodierenden Proteinen gezielt zu bestimmten Zeitpunkten inaktivieren zu können. Eine Möglichkeit die Funktion eines Proteins gezielt zu beenden, ist es, dessen schnellen Abbau durch zelluläre Proteasen einzuleiten.

Einem Team aus Genetikern, die sich mit verschiedenen Organismen, wie einzelligen Pilzen (Hefen), Pflanzen oder Tieren beschäftigen, ist es nun gelungen, eine Methode zu entwickeln, die es erlaubt, ein Protein so zu verändern, das dessen Abbau zu einem gewünschten Zeitpunkt induziert werden kann.

Dazu wird das Protein mit einem Abbausignal versehen, das dessen Abbau erst ab einer bestimmten Temperatur (27°C) induziert. Bei Temperaturen wenige Grad darunter bleibt das Protein stabil und kann seine normale Funktion ausführen.

Die Arbeit beruht auf einer Zusammenarbeit der Kölner Genetiker mit den Pflanzenwissenschaftlern Dr. Nico Dissmeyer und Professor Dr. Arp Schnittger, die zuerst am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln tätig waren (heute am Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle bzw. an der Universität Hamburg).

Koordiniert von Dr. Dissmeyer wurde das Temperatur-regulierte Abbausystem zunächst in der Bäckerhefe und in Pflanzen etabliert und dann in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern an der ETH in Zürich auch in der Fruchtfliege Drosophila angewendet.

Die Arbeiten zeigen, dass das System geeignet ist, die Funktion eines Proteins in vielzelligen Organismen dann gezielt zu steuern, wenn sich deren innere Temperatur durch Veränderung der äußeren in einem geeigneten Bereich einstellen lässt. Dieses gilt sowohl für Pflanzen als auch für wechselwarme Tiere. Das Verfahren kann sowohl für die genetische Grundlagenforschung als auch in biotechnologischen Verfahren z.B. bei der Produktion von Proteinen oder Wirkstoffen eingesetzt werden.

Artikel: http://www.nature.com/ncomms/2016/160721/ncomms12202/full/ncomms12202.html

Bei Rückfragen:
Professor Dr. Jürgen Dohmen
Email: j.dohmen@uni-koeln.de
Phone: +49-221-4704862
oder
Dr. Nico Dissmeyer
Email: nico.dissmeyer@ipb-halle.de
Phone: +49-435-5582 1710

Gabriele Rutzen | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-koeln.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auflösen von Proteinstau am Eingang von Mitochondrien
23.05.2019 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Fossiles Zooplankton zeigt, dass marine Ökosysteme im Anthropozän angekommen sind
23.05.2019 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

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: Geometrie eines Elektrons erstmals bestimmt

Physiker der Universität Basel können erstmals zeigen, wie ein einzelnes Elektron in einem künstlichen Atom aussieht. Mithilfe einer neu entwickelten Methode sind sie in der Lage, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons im Raum darzustellen. Dadurch lässt sich die Kontrolle von Elektronenspins verbessern, die als kleinste Informationseinheit eines zukünftigen Quantencomputers dienen könnten. Die Experimente wurden in «Physical Review Letters» und die Theorie dazu in «Physical Review B» veröffentlicht.

Der Spin eines Elektrons ist ein vielversprechender Kandidat, um als kleinste Informationseinheit (Qubit) eines Quantencomputers genutzt zu werden. Diesen Spin...

Im Focus: The geometry of an electron determined for the first time

Physicists at the University of Basel are able to show for the first time how a single electron looks in an artificial atom. A newly developed method enables them to show the probability of an electron being present in a space. This allows improved control of electron spins, which could serve as the smallest information unit in a future quantum computer. The experiments were published in Physical Review Letters and the related theory in Physical Review B.

The spin of an electron is a promising candidate for use as the smallest information unit (qubit) of a quantum computer. Controlling and switching this spin or...

Im Focus: Optische Superlinsen aus Gold

Oldenburger Forscher entwickeln neues optisches Mikroskop mit extrem hoher Auflösung

Eine kegelförmige Spitze aus Gold bildet das Kernstück eines neuen, extrem leistungsfähigen optischen Mikroskops, das Oldenburger Wissenschaftler in der...

Im Focus: Impfen über die Haut – Gezielter Wirkstofftransport mit Hilfe von Nanopartikeln

Forschenden am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam ist es gelungen Nanopartikel so weiterzuentwickeln, dass sie von speziellen Zellen der menschlichen Haut aufgenommen werden können. Diese sogenannten Langerhans Zellen koordinieren die Immunantwort und alarmieren den Körper, wenn Erreger oder Tumore im Organismus auftreten. Mit dieser neuen Technologieplattform könnten nun gezielt Wirkstoffe, zum Beispiel Impfstoffe oder Medikamente, in Langerhans Zellen eingebracht werden, um eine kontrollierte Immunantwort zu erreichen.

Die Haut ist ein besonders attraktiver Ort für die Applikation vieler Medikamente, die das Immunsystem beeinflussen. Die geeigneten Zielzellen liegen in der...

Im Focus: Chaperone halten das Tumorsuppressor-Protein p53 in Schach: Komplexer Regelkreis schützt vor Krebs

Über Leben und Tod einer Zelle entscheidet das Anti-Tumor-Protein p53: Erkennt es Schäden im Erbgut, treibt es die Zelle in den Selbstmord. Eine neue Forschungsarbeit an der Technischen Universität München (TUM) zeigt, dass diese körpereigene Krebsabwehr nur funktioniert, wenn bestimmte Proteine, die Chaperone, dies zulassen.

Eine Krebstherapie ohne Nebenwirkungen, die gezielt nur Tumorzellen angreift – noch können Ärzte und Patienten davon nur träumen. Dabei hat die Natur ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kindermediziner tagen in Leipzig

22.05.2019 | Veranstaltungen

Jubiläumskongress zur Radiologie der Zukunft

22.05.2019 | Veranstaltungen

Wissensparcour bei der time4you gestartet

22.05.2019 | Veranstaltungen

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

Geometrie eines Elektrons erstmals bestimmt

23.05.2019 | Physik Astronomie

Galaxien als „kosmische Kochtöpfe“

23.05.2019 | Physik Astronomie

Auflösen von Proteinstau am Eingang von Mitochondrien

23.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

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