Von der Fliege zum Menschen

28. März 2015, 16:30
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Alexander Stark arbeitet an einer Methode zur Lokalisierung von Gen-Regulatoren

Wien - Die Gen-Regulation gibt noch viele Rätsel auf. Als zentraler Motor für die Entwicklung und Ausdifferenzierung von verschiedenen Zelltypen ist sie ein vielbeachtetes Forschungsfeld. Dabei liegt die Entdeckung der wichtigen Zündschlüssel für die Gen-Regulation bereits über 30 Jahre zurück. Walter Schaffner von der Uni Zürich beschrieb bereits 1981 erstmals die "Enhancer", also die Existenz von DNA-Abschnitten mit regulatorischen Fähigkeiten.

Ihre Funktionsweise ist noch heute nur in Grundzügen bekannt: Jedem Gen ist ein sogenannter Promotor vorgeschaltet. Mit ihm sind ein oder mehrere Enhancer, auch über größere Distanzen, verschaltet, die die Gen-Ablesung starten oder verstärken können - daher der Name "Enhancer" ("Verstärker"). Dem Biochemiker Alexander Stark gelang es mithilfe einer von seinem Team entwickelten Methode, Enhancer in Zellen der Fruchtfliege zu lokalisieren und funktionell zu charakterisieren. Die Methode namens "STARR-seq" erlaubt zudem eine Messung der Aktivität aller Enhancer im gesamten Erbgut.

5000 Verstärker pro Zelltyp

In der Fruchtfliege fanden Stark und sein Team zwischen 2000 und 5000 Enhancer pro Zelltyp. Seine Ergebnisse lassen Stark davon ausgehen, dass im Insekten-Genom rund 100.000 Enhancer vorkommen. Mit dem jüngst aufgestellten "Consolidator Grant" des Europäischen Forschungsrates von zwei Mio. Euro soll die Methode nun bei menschlichen Zellen im Labor eingesetzt werden.

Auch wenn die Anzahl der Gene mit rund 20.000 annähernd gleich ist: Das menschliche Genom ist 30-mal größer als das Fliegengenom. Daher musste die Methode adaptiert werden. Die Weiterentwicklung ermöglicht nun, die Enhancer-Aktivität in embryonalen Stammzellen von Mäusen zu studieren. Zudem wollen die Forscher auch Enhancer-Aktivitäten in jenen Zellen untersuchen, die plötzlich in Tumorzellen entarten. Letztendlich ist das Ziel, Kontrolle über die Enhancer zu erlangen und diese manipulieren zu können. So ließen sich auch Rückschlüsse auf Krankheitsentwicklungen, etwa bei Krebs, und potenzielle Therapien ablesen.

Den Forschern ist bereits klar: Im menschlichen Erbgut werden wohl mehr Enhancer vorliegen als in dem der Fliege, und sie werden von doppelt so vielen Faktoren gesteuert. Ihre Funktionsweise wird also noch etwas schwerer zu knacken sein. (ly, DER STANDARD, 25.3.2015)


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    foto: reuters / the wellcome trust

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