In den Zellen des Körpers sind einige Proteine von entscheidender Bedeutung dafür, welche Gene aktiviert oder abgeschaltet werden. Jetzt haben Forscher der University of Copenhagen und des Memorial Sloan Kettering Cancer Center entdeckt, welche Proteine notwendig sind, um die korrekte genetische Regulierung aufrechtzuerhalten.
Alle der mehr als 200 verschiedenen Zelltypen in unserem Körper enthalten dieselbe DNA. Welche Gene exprimiert sind, bestimmt jeden Zelltyp. Deswegen ist es wichtig, dass die Aktivität der Gene mit hoher Präzision kontrolliert wird. Eine Stammzelle könnte sich in alles entwickeln – in eine Hautzelle, eine Knochenzelle, usw., abhängig davon, welche Teile des Genoms exprimiert sind.
Die Mitglieder in Professor Kristian Helins Forschungsgruppe haben seit mehreren Jahren daran gearbeitet, die Mechanismen zu verstehen, welche steuern, ob ein Gen aktiv oder inaktiv ist. Diese Forschung ist entscheidend für das Verständnis dessen, wie Zellen spezialisiert werden und ihre Identität aufrechterhalten, ebenso für die normale embryonale Entwicklung und die möglichen Entstehungsweisen verschiedener Krankheiten.
In einer neuen Studie haben die Forscher entscheidende neue Ergebnisse gewonnen. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Fachmagazin Molecular Cell veröffentlicht und bieten Einblicke in die Art und Weise, wie epigenetische Mechanismen die Genaktivität kontrollieren. Beteiligt waren Wissenschaftler des Biotech Research & Innovation Center (BRIC), des Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Biology (DanStem) an der University of Copenhagen und des Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York.
“Darüber hinaus könnten die Ergebnisse einen Einfluss auf die zukünftige Behandlung bestimmter Krebsarten haben, die mit dem untersuchten Proteinkomplex zusammenhängen, darunter Lymphdrüsenkrebs, Leukämie und ein besonderer Hirnkrebstyp, der oft bei Kindern vorkommt”, sagte Kristian Helin, Professor am BRIC und Forschungsdirektor am Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
An- und Abschalten
Einer der Schlüsselproteinkomplexe, welche die An- und Abschaltung der Gene regulieren, wird als PRC2 bezeichnet. Um sicherzustellen, dass sich der Komplex an die richtigen Positionen des Genoms bindet, steht eine Reihe anderer Proteine mit PRC2 in Zusammenhang.
In dem kürzlich veröffentlichten Artikel hat die Forschungsgruppe die Bedeutung von sechs verschiedenen Proteinen untersucht, die mit PRC2 zusammenhängen. Die Gruppe hat gezeigt, dass alle sechs Proteine dabei helfen, den Proteinkomplex PRC2 an die richtige Stelle des Genoms zu leiten.
In 15 unterschiedlichen Kombinationen entfernten die Forscher nacheinander die verbundenen Proteine aus embryonalen Stammzellen. Dadurch waren sie in der Lage, den Beitrag jedes Proteins zur Aktivität und der Bindung des PRC2-Komplexes an bestimmte Bereiche zu untersuchen. Sie stellten fest, dass die Fähigkeit, den Weg an die richtigen Stellen des Genoms zu finden, solange intakt blieb, bis alle sechs verbundenen Proteine aus den Stammzellen entfernt wurden.
Das Ergebnis habe die Wissenschaftler überrascht, sagte der Hauptautor der Studie, der Postdoktorand Jonas Højfeldt. “Wir vermuteten, dass jedes der verbundenen Proteine für sein eigenes Gebiet verantwortlich ist, wohin der PRC2-Komplex geleitet werden sollte. Stattdessen sahen wir, dass alle zu den Orten beitragen, an die sich der Komplex bindet. Solange nur eines der verbundenen Proteine übrig war, blieb die Fähigkeit intakt”, sagte er.
(THK)
Antworten