Ärzte Zeitung online, 15.12.2009

Aktivierungscode für Gene entschlüsselt

BASEL (eb). Forscher am Biozentrum der Universität Basel einen Mechanismus entdeckt, mit dem ganze Netzwerke von Genen kontrolliert werden. Ihre Erkenntnisse tragen zu einem besseren Verständnis zahlreicher physiologischer Prozesse bei, von der Embryonalentwicklung bis hin zur Wundheilung.

zur Großdarstellung klicken

Basler Forscher entdecken einen neuen molekularer Schalter: Das Aktivierungs-Element wird von Mad-Proteinen aktiviert und vom Regulator-Protein Brinker (Brk) reprimiert. © Alexander Weiss / Biozentrum der Universität Basel

Trotz der großen Anzahl verschiedener Gene sind für die Steuerung nur wenige Prozesse verantwortlich. Diese Regulierungsmechanismen entwickelten sich bereits früh in der Evolution und existieren in sehr ähnlicher Form sowohl bei einfachsten Geschöpfen wie Fadenwürmern als auch bei komplexen Lebewesen wie dem Menschen.

Einer der wichtigsten Mechanismen der Genregulation ist der BMP-Signaltransduktionsweg. Wird dieser durch das Andocken bestimmter Signalstoffe an die Zelloberfläche aktiviert, leitet er das Signal in das Zellinnere an die so genannten Smad-Proteine weiter. Diese wandern in den Zellkern, wo sie die Aktivität bestimmter Gene koordiniert regulieren.

Dieser Vorgang ist essenziell für viele physiologische Prozesse wie der embryonalen Entwicklung, aber auch der Wundheilung. Wird der Signalweg gestört, kann es zu schwer wiegenden Erkrankungen wie zystischer Fibrose oder Krebs kommen.

Der Genschalter wurde bei der Fruchtfliege entdeckt

Um herauszufinden, auf welche Weise der BMP-Signaltransduktionsweg spezifische Gene aktivieren kann, wählte das Forscherteam um Professor Markus Affolter vom Biozentrum der Universität Basel die Fruchtfliege Drosophila melanogaster als Modell.

Die Wissenschaftler identifizierten ein kurzes DNS-Element, an das die Smad-Proteine binden, um ein bestimmtes Gen zu aktivieren. Mithilfe dieser entdeckten DNS-Sequenz waren sie erstmals in der Lage, erfolgreich weitere Gene zu ermitteln, die auf die gleiche Art und Weise angeschaltet werden (Nature Structural and Molecular Biology, online vorab).

Darüber hinaus konnten die Forscher zeigen, dass gezielte Veränderungen des entdeckten DNS-Elements seine Funktion abwandeln und sogar komplett umkehren können: ein Mechanismus, den die Natur wohl oft einschlägt, um Genaktivitäten im Laufe evolutionärer Vorgänge anzupassen.

Weitere Experimente ergaben, dass das entdeckte Steuerelement auch in Wirbeltieren wie dem Zebrafisch funktionsfähig ist und somit seine Aufgabe über hunderte von Millionen Jahren bewahrt hat.

Abstract der Studie "A conserved activation element in BMP signaling during Drosophila development"

Topics
Schlagworte
Panorama (30672)
Krankheiten
Krebs (5081)

Schreiben Sie einen Kommentar

Überschrift

Text
Weitere Beiträge aus diesem Themenbereich

Was schützt wirklich vor der prallen Sonne?

Auch beim Sonnenschutz setzen immer mehr Menschen auf Naturprodukte. Forscher haben die Schutzwirkung von Samen und Ölen untersucht - mit zwiegespaltenem Ergebnis. mehr »

"Abwarten und Teetrinken geht nicht mehr"

Unser London-Korrespondent Arndt Striegler beobachtet die Brexit-Verhandlungen hautnah - und ist verwundert über die May-Regierung, während die Ärzte immer mehr in Panik verfallen. mehr »

Pflege bleibt Problembereich

Der Abrechnungsbetrug im Gesundheitswesen ist 2016 drastisch zurückgegangen. Die erweiterten Kontrolloptionen der Leistungsträger müssen aber erst noch Wirkung zeigen. mehr »