Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

X-Chromosomen - Ein Regulator mit viel Selbstkontrolle

22.10.2012
Das X-Chromosom in männlichen Zellen muss doppelt so aktiv sein wie die beiden weiblichen X-Chromosomen, um dieselbe Menge an Genprodukten zu produzieren. Der Enzymkomplex DCC kontrolliert dies - und reguliert zugleich seine eigene Dosis.

Die genetische Aktivität einer jeden Zelle muss streng reguliert und kontrolliert sein, weil ein Zuviel wie auch ein Zuwenig katastrophale Folgen haben kann. Höhere Lebewesen sehen sich dabei mit einer besonderen Herausforderung konfrontiert.

Denn ihre Erbanlagen kommen doppelt vor: Ein Set an Genen stammt von der Mutter, das andere vom Vater. Beim Menschen, der Maus, der Taufliege Drosophila und vielen anderen Arten kommen verschiedene Geschlechtschromosomen vor, die ungleich verteilt sind - und deshalb unterschiedlich reguliert werden müssen.

Weibliche Zellen tragen zwei X-Chromosomen, männliche Zellen dagegen nur ein X- und ein Y-Chromosom, das sehr viel kleiner ist und nur wenige Gene trägt. Kompensatorische Maßnahmen sind nötig, damit die Gene auf den X-Chromosomen in den männlichen und weiblichen Zellen gleichermaßen genutzt werden. So muss gewährleistet werden, dass trotz unterschiedlicher Chromosomendosis dieselbe Menge an Genprodukten vorhanden ist. Letztlich müssen die Gene des X-Chromosoms in männlichen Zellen doppelt so aktiv sein wie in weiblichen Zellen.

Störungen mit tödlicher Wirkung

In der Taufliege Drosophila melanogaster wird der Prozess der Dosis-Kompensation besonders intensiv untersucht. Wird dieser entscheidende Prozess gestört, sind die betroffenen Männchen nicht lebensfähig. Ein essenzieller Faktor dabei ist der Dosis-Kompensationskomplex DCC, der ausschließlich Gene auf dem X-Chromosom reguliert. „Wir wollten nun wissen, wie diese Enzymmaschinerie selbst reguliert wird“, sagt der LMU-Biologe Professor Peter Becker. „Eine wichtige Frage ist, wie das X-Chromosom von den übrigen Chromosomen unterschieden wird, deren Genaktivität nicht beeinflusst wird - und nicht beeinflusst werden darf."

Auch hier scheint es auf die Dosis anzukommen: Wird die Menge an DCC künstlich erhöht, so binden die überschüssigen Regulatoren auch an falsche Chromosomen. Becker und sein Team fahndeten nach Mechanismen der enzymatischen Qualitätskontrolle: Wie wird gewährleistet, dass die sieben Komponenten des DCC im richtigen Verhältnis hergestellt werden? Den Forschern gelang mit Hilfe des Modellorganismus Drosophila der Nachweis, dass der DCC über eine Art autoregulatorischen Sensor und Effektor zugleich verfügt.

Die eigene Dosis regulieren

Dabei handelt es sich um eine neuartige Enzymaktivität im zentralen Baustein der Enzymmaschinerie. Das Protein MSL2 besitzt Ubiquitin-Ligase-Aktivität und kann damit Proteine für den Abbau markieren. Dafür werden an das Molekül, das zerlegt werden soll, sogenannte Ubiquitin-Ketten angehängt. Doch MSL2 kann nicht nur sich selbst modifizieren, sondern auch drei der vier anderen Proteine des DCC. „Wir vermuten, dass fehlerhafte oder unvollständige Komplexe die interne Qualitätskontrolle nicht passieren und dann abgebaut werden“, so Becker.
Doch nicht jedes ubiquitinierte Molekül wird gleich entsorgt: Die Forscher konnten modifizierte DCC-Komponenten nachweisen, die an Gene gebunden waren. „Wir leiten daraus die Hypothese ab, dass Ubiquitin-Markierungen nicht notwendigerweise die Beseitigung des markierten Proteins zur Folge haben müssen“, sagt Becker. „Möglicherweise fungieren diese Moleküle dann als Signalstrukturen - auch wenn noch unklar ist, welche Mechanismen hiervon betroffen sind.“ (suwe)

Publikation:
MSL2 Combines Sensor and Effector Functions in Homeostatic Control of the Drosophila Dosage Compensation Machinery
Raffaella Villa et.al.
Molecular Cell online, 18. Oktober 2012
Doi http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2012.09.012

Ansprechpartner:
Professor Peter Becker
Adolf-Butenandt-Institut der LMU
Tel.: 089 / 2180 – 75427
E-Mail: pbecker@med.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de
http://www.molekularbiologie.abi.med.uni-muenchen.de/ueber_uns/becker/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme
21.08.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht In Form gebracht
21.08.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Zukünftige Informationstechnologien: Wärmetransport auf der Nanoskala unter die Lupe genommen

21.08.2018 | Physik Astronomie

Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Auf dem Weg zur personalisierten Medizin

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

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