Tiefer Einblick in die menschliche Zelle

5. Februar 2005, 10:00
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Innsbrucker Molekularbiologin erforschte die Verpackung des Erbguts

Ein wichtiger Schritt für ein besseres Verständnis des menschlichen Erbguts ist der Innsbrucker Molekularbiologin Alexandra Lusser gelungen. Gemeinsam mit Forschern aus San Diego konnte sie ein spezielles Protein identifizieren und charakterisieren, das für die Verpackung des Erbguts in der Zelle von entscheidender Bedeutung ist. Dies eröffnet auch neue Möglichkeiten für das Verständnis von Krebserkrankungen und Erbkrankheiten. Die Arbeiten von Lusser, die als Apart-Stipendiatin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften drei Jahre lang an der University of California in San Diego forschte (DER STANDARD berichtete), wo auch die aktuellen Ergebnisse entstanden, wurden nun in der britischen Fachzeitschrift "Nature Structual & Molecular Biology" publiziert.

Als lange Kette betrachtet, kann die DNA mehrere Meter lang sein. Im Zellkern ist aber nur sehr wenig Platz, deshalb muss die DNA verpackt werden. Dies geschieht mittels basischer Proteine, so genannter Histone, um die die DNA herumgewickelt wird. Dadurch kann die Länge um das Fünfzigtausendfache verkürzt werden. Außerdem wird auf diese Weise eine übergeordnete Ebene der Regulation geschaffen, die all jene Prozesse beeinflusst, die Zugang zur DNA benötigen. Die Forschung zur Struktur dieser Verpackung, des so genannten Chromatins, hat sich in den letzten Jahren sehr stark weiterentwickelt und großes Interesse hervorgerufen. Dies ist nicht zuletzt darauf zurückzuführen, dass viele der Faktoren, die für die Modulation der Chromatinstruktur verantwortlich sind, auch bei der Entstehung einer großen Anzahl von Krebserkrankungen wie Leukämien, Brust- und Lungenkrebs, aber auch Erbkrankheiten wie dem Williams Syndrom involviert sind.

Die Prozesse, die die Packung der DNA und Histone regulieren (Chromatin Assembly), spielen eine zentrale Rolle bei der Verdoppelung der Chromosomen, bei Transkription, der Reparatur von DNA-Schäden und bei der Rekombination des genetischen Materials. Lusser und Team ist nun gelungen, ein molekulares Motorprotein, CHD1, zu identifizieren und zu charakterisieren, das die Packung der DNA und Histone im Reagenzglas beschleunigt, sodass Chromatin entsteht, das dem natürlichen Chromatin der Zelle sehr ähnlich ist. Weitere Analysen haben ergeben, dass möglicherweise verschiedene Faktoren für die Packung unterschiedlicher Chromatinarten verantwortlich sind.

So scheint CHD1 die Entstehung von locker gepacktem Chromatin zu vermitteln, das heißt: Chromatin, wie man es in aktiv transkribierten Regionen des Genoms findet. Im Gegensatz dazu ist ACF, ein weiterer Assembly-Faktor, an der Entstehung von dichtgepackten, repressiven Chromatinstrukturen beteiligt, deren Gene kaum aktiv sind. Besseres Verständnis dieser Prozesse ist entscheidend, um die Diagnose und Therapie von Leiden zu verbessern. (DER STANDARD, Print-Ausgabe, 5./6. 2. 2005)

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