Ein Forschungsteam beschreibt, wie ein einzelnes Molek\u00fcl ganz unterschiedliche Entwicklungsprozesse von Zellen pr\u00e4gt. Davon hat die Philipps-Universit\u00e4t am Freitag (19. Februar) berichtet.
\nEin Multifunktionswerkzeug zeigt seine Einsatzm\u00f6glichkeiten: Das Protein „U-shaped“ (Ush) nimmt verschiedene Formen an, die ganz unterschiedlich auf die Entwicklung von k\u00fcnftigen Blutzellen einwirken. Je nachdem, in welcher Form Ush vorliegt, schaltet es bestimmte Gruppen von Genen ein, die den weiteren Werdegang der Zelle vorgeben.
\nDas hat eine Forschungsgruppe aus der Medizin herausgefunden, indem sie die Vorl\u00e4ufer von Blutzellen bei Fruchtfliegen untersuchte. Das Team um den Marburger Molekularbiologen Prof. Dr. Alexander Brehm berichtet \u00fcber die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „PLoS Genetics“.
\nAlle Zellen eines Lebewesens besitzen dieselben Gene, aber trotzdem entwickeln sie sich zu unterschiedlichen Zelltypen mit ganz speziellen Funktionen. Zum Beispiel werden aus einem teilungsf\u00e4higen Vorl\u00e4ufer Blutk\u00f6rperchen einer bestimmten Sorte. Die Fachleute sprechen dabei von „Differenzierung“.
\n„In diesem Prozess bilden sich die Eigenschaften der sp\u00e4teren Zelle heraus“, erl\u00e4uterte Jonathan Lenz, der seine Doktorarbeit in Brehms Arbeitsgruppe anfertigt und als Erstautor der Studie firmiert. Was aus einer Zelle wird, h\u00e4ngt davon ab, welcher Ausschnitt ihres Genbestands angeschaltet wird und welcher nicht. Die aktivierten Gene richten Stoffwechsel und Teilungsf\u00e4higkeit so aus, dass die Zelle ihre Funktionen erf\u00fcllen kann.
\nEs reicht nicht, einzelne Gene mittels spezieller Genschalter zu aktiviere; vielmehr muss ein ganzes B\u00fcndel von Schaltern bet\u00e4tigt werden. „Geht hier etwas schief, kann das zur ungewollten Produktion von Zellen und beispielsweise zu Krebserkrankungen f\u00fchren“, erkl\u00e4rte Lenz.
\nDie Forschungsgruppe untersuchte bei der Taufliege „Drosophila“ das Protein „U-shaped“. „Wir konnten zeigen, dass das Molek\u00fcl drei verschiedene Gen-Gruppen kontrolliert“, erkl\u00e4rte Lenz. „Es wirkt dadurch auf drei zellul\u00e4re Prozesse ein: Ush beeinflusst den Fettstoffwechsel, beg\u00fcnstigt die Zellteilung und sorgt daf\u00fcr, dass die Zellen ihren Charakter als Vorl\u00e4ufer aufrechterhalten.“
\nDie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fanden heraus: Das Ush-Protein steuert die einzelnen Vorg\u00e4nge, indem es unterschiedliche Formen annimmt. Sie werden als „Isoformen“ bezeichnet.
\nDas Forschungsteam nahm eine davon genauer unter die Lupe; diese Isoform koppelt Ush an den Molek\u00fclkomplex NuRD, der daf\u00fcr bekannt ist, dass er Genaktivit\u00e4ten reguliert.
\n„Bemerkenswert ist: Im Komplex mit NuRD wirkt Ush nur auf einen der drei Prozesse ein“, legte Mitverfasser Brehm dar, der die Forschungsarbeit leitete. Zusammen mit NuRD tr\u00e4gt Ush demnach nur dazu bei, dass die Zellen ihren Status als Vorl\u00e4ufer behalten, beeinflusst aber weder die Zellteilung noch den Stoffwechsel – daf\u00fcr sind wahrscheinlich andere Versionen von Ush zust\u00e4ndig.
\n„Dies ist ein Beispiel daf\u00fcr, wie ein einzelnes Steuermolek\u00fcl gleichzeitig verschiedene Aspekte der zellul\u00e4ren Differenzierung beeinflussen kann“, f\u00fchrte Brehm aus. Ush wirke nicht als klassischer Meisterregulator, der an der Spitze einer Hierarchie von Genen sitzt. „Ush scheint eher selbst zuzupacken“, schrieben die Autorinnen und Autoren. „Das Molek\u00fcl steuert direkt verschiedene Gentypen, die f\u00fcr verschiedene Prozesse w\u00e4hrend der Differenzierung entscheidend sind.“
\nBrehm lehrt Biochemie und Molekularbiologie am Fachbereich Medizin der Philipps-Universit\u00e4t Marburg und leitet eine Arbeitsgruppe am dortigen Institut f\u00fcr Molekularbiologie und Tumorforschung. Neben seiner Arbeitsgruppe beteiligten sich zahlreiche weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus verschiedenen Fachbereichen der Philipps-Universit\u00e4t Marburg an der Ver\u00f6ffentlichung, au\u00dferdem das Genzentrum der Ludwig-Maximilians-Universit\u00e4t M\u00fcnchen sowie US-amerikanische Universit\u00e4ten. Die Forschungsarbeiten wurden von dem transregionalen Sonderforschungsbereich TRR81 „Chromatinver\u00e4nderungen in der Differenzierung und Malignit\u00e4t“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft gef\u00f6rdert, der von der Universit\u00e4t Marburg koordiniert wird.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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