Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verpackungsproteine steuern Aktivität von Genen

08.02.2010
Lange Zeit galt die Reihenfolge der einzelnen Bausteine der Erbsubstanz DNA als alleiniger Träger der Vererbung. Die Erbinformation kann jedoch auch in Form chemischer Änderungen an der DNA oder ihrer Verpackungsproteine, den Histonen, gespeichert und an nachfolgende Generationen weitergegeben werden.

Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin ist es gelungen, die Aktivität von Genen aufgrund chemischer Anhängsel an den Histonen vorherzusagen. Dabei benötigen die Forscher nur wenige solcher Modifikationen, um auf die Aktivität des zugehörigen Gens schließen zu können.


DNA und Histone bilden das Nukleosom. Dieses wiederum formt zusammen mit weiteren Proteinen das Chromatin - das Baumaterial der Chromosomen. Abb.: Max-Planck-Gesellschaft

DNA-Moleküle sind sehr lang, innerhalb einer menschlichen Zelle können sie beispielsweise eine Länge von mehr als zwei Metern erreichen.

Damit die DNA überhaupt in den Zellkern hineinpasst, wird sie um bestimmte "Verpackungsproteine", die Histone, gewickelt und dabei um das rund 10.000- bis 50.000-fache verkürzt. 147 Basenpaare lange DNA-Abschnitte umschlingen jeweils einen Komplex aus 8 Histonen und bilden so zusammen mit weiteren Proteinen das Baumaterial der Chromosomen. Neben ihrer Funktion als Verpackungsmaterial haben die Histone aber noch weitere Aufgaben. So können sie an verschiedenen Stellen mit kleinen Anhängseln wie Acetyl- oder Phosphatgruppen versehen werden. Solche Modifikationen können zum Beispiel zu einer "Entpackung" des Chromatins führen und damit das Ablesen der genetischen Information einleiten. Andere Anhängsel dagegen dienen der Bindung bestimmter Proteine, über welche die Aktivität der DNA reguliert werden kann.

Die Berliner Max-Planck-Forscher untersuchten, wie häufig 38 Histon-Modifikationen aus einem öffentlich verfügbaren Datensatz in menschlichen weißen Blutkörperchen vorkommen. Sie verglichen die Änderungen der Histone mit der Aktivität der zugehörigen Gene. Mit Hilfe von quantitativen Modellen konnten sie zeigen, dass die Anzahl der Histonmodifikationen im Anfangsbereich eines Gens Rückschlüsse auf die Aktivität des betreffenden Gens erlaubt. In einem weiteren Schritt konnten die Wissenschaftler um Martin Vingron, Leiter der Abteilung Bioinformatik am Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik, zeigen, dass die Information über drei oder vier Modifikationen ausreicht, um die Aktivität eines Genes bestimmen zu können. Die Modelle sind dabei nicht auf weiße Blutkörperchen beschränkt, sondern können auch zu Vorhersagen in anderen Zelltypen verwendet werden. "Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Ablesen von Genen eng mit der Modifikation von Histonen zusammenhängt. Die Kommunikationswege zwischen den Histon-Modifikationen und der Maschinerie zum Ablesen von Genen müssen folglich sehr kurz sein", sagt Ho-Ryun Chung, Wissenschaftler in der Abteilung Bioinformatik. Zudem scheinen Gene mit speziellen Aufgaben anders reguliert zu werden als Gene, die Grundfunktionen erfüllen. Die Forscher fanden nämlich heraus, dass unterschiedliche Histon-Modifikationen notwendig sind, um diese Gene zu aktivieren.

Rosa Karli?, Ho-Ryun Chung, Julia Lasserre, Kristian Vlahovi?ek, Martin Vingron
Histone modification levels are predictive for gene expression
PNAS published online before print February 1, 2010, doi:10.1073/pnas.0909344107
Kontakt:
Dr. Ho-Ryun Chung
Max Planck Institute für molekulare Genetik
Tel.: +49 30/8413-1147
email: chung@molgen.mpg.de
Dr. Patricia Marquardt (Presse)
Max Planck Institute für molekulare Genetik
Tel.: +49 30/8413-1716
email: patricia.marquardt@molgen.mpg.de

Dr. Harald Rösch | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.molgen.mpg.de
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Erste SARS-CoV-2-Genome aus Österreich veröffentlicht
03.04.2020 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Die Mimik der Mäuse
03.04.2020 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

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: Den Regen für Hydrovoltaik nutzen

Wassertropfen, die auf Oberflächen fallen oder über sie gleiten, können Spuren elektrischer Ladung hinterlassen, so dass sich die Tropfen selbst aufladen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben dieses Phänomen, das uns auch in unserem Alltag begleitet, nun detailliert untersucht. Sie entwickelten eine Methode zur Quantifizierung der Ladungserzeugung und entwickelten zusätzlich ein theoretisches Modell zum besseren Verständnis. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte der beobachtete Effekt eine Möglichkeit zur Energieerzeugung und ein wichtiger Baustein zum Verständnis der Reibungselektrizität sein.

Wassertropfen, die über nicht leitende Oberflächen gleiten, sind überall in unserem Leben zu finden: Vom Tropfen einer Kaffeemaschine über eine Dusche bis hin...

Im Focus: Harnessing the rain for hydrovoltaics

Drops of water falling on or sliding over surfaces may leave behind traces of electrical charge, causing the drops to charge themselves. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz have now begun a detailed investigation into this phenomenon that accompanies us in every-day life. They developed a method to quantify the charge generation and additionally created a theoretical model to aid understanding. According to the scientists, the observed effect could be a source of generated power and an important building block for understanding frictional electricity.

Water drops sliding over non-conducting surfaces can be found everywhere in our lives: From the dripping of a coffee machine, to a rinse in the shower, to an...

Im Focus: Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

Verschränkte Lichtteilchen lassen sich nutzen, um Bildgebungs- und Messverfahren zu verbessern. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat eine Quantenimaging-Lösung entwickelt, die in extremen Spektralbereichen und mit weniger Licht genaueste Einblicke in Gewebeproben ermöglichen kann.

Optische Analyseverfahren wie Mikroskopie und Spektroskopie sind in sichtbaren Wellenlängenbereichen schon äußerst effizient. Doch im Infrarot- oder...

Im Focus: Sensationsfund: Spuren eines Regenwaldes in der Westantarktis

90 Millionen Jahre alter Waldboden belegt unerwartet warmes Südpol-Klima in der Kreidezeit

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Geowissenschaftlern des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)...

Im Focus: A sensational discovery: Traces of rainforests in West Antarctica

90 million-year-old forest soil provides unexpected evidence for exceptionally warm climate near the South Pole in the Cretaceous

An international team of researchers led by geoscientists from the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) have now...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinärer Austausch zum Design elektrochemischer Reaktoren

03.04.2020 | Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

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

Erste SARS-CoV-2-Genome aus Österreich veröffentlicht

03.04.2020 | Biowissenschaften Chemie

Projekt »Lade-PV« gestartet: Fahrzeugintegrierte PV für Elektro-Nutzfahrzeuge

03.04.2020 | Energie und Elektrotechnik

Interdisziplinärer Austausch zum Design elektrochemischer Reaktoren

03.04.2020 | Veranstaltungsnachrichten

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