Stammzellen von Plattwürmern und Menschen sind ähnlicher als gedacht

15. August 2016, 14:13
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Forscher finden Parallelen bei Mechanismen, die für Nachbearbeitung von Erbinformationen relevant sind

Berlin – Die grundlegenden Steuerungsmechanismen in Stammzellen unterscheiden sich bei Plattwürmern und Menschen offenbar kaum. Bei beiden Organismen wird der Träger der abgelesenen Erbinformation – die RNA – auf ähnliche Art und Weise nachbearbeitet. Internationale Wissenschafter, die diesen Parallelen nun auf die Spur gekommen sind, vermuten, dass die Mechanismen für das ganze Tierreich relevant sind.

Stammzellen sind zelluläre Alleskönner, die sich in jedes mögliche Gewebe verwandeln können. Wegen ihres Potenzials für die regenerative Medizin werden sie seit Jahren intensiv erforscht. Dabei sind Plattwürmer besonders interessant, da sie im ganzen Körper zahlreiche Stammzellen aufweisen, die ihnen eine bemerkenswerte Regenerationsfähigkeit verleihen: Ein abgetrenntes Teil ihres Körpers können sie vollständig neu bilden.

Für die besonderen Fähigkeiten von Stammzellen sind spezifisch aktivierte Gene verantwortlich. Die Gene werden dabei in das temporäre RNA-Format umgeschrieben, das wiederum als Bauplan für Proteine dienen kann. Zusätzlich wird die RNA meistens durch Splicing verändert. Hierbei werden Teilstücke der RNA neu kombiniert, indem Introns genannte Abschnitte entfernt werden, während Exons verbleiben. Stehen mehrere Alternativen von Exons zur Auswahl, werden diese von der Zelle gezielt ausgewählt. Durch diesen "alternatives Splicing" genannten Prozess werden aus einem Gen verschiedene Proteinvarianten erzeugt, die spezialisierte Aufgaben haben.

Alternatives Splicing auch bei Plattwürmern

Ob alternatives Splicing auch für die Stammzelleigenschaften bei Plattwürmern relevant ist, war bisher nicht bekannt. Forscher um Jordi Solana vom Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB) haben nun anhand des Plattwurms Schmidtea mediterranea Splicing-Prozesse entdeckt, die spezifisch nur in den Stammzellen der Tierchen aktiv waren. Sie identifizierten dabei tatsächlich zahlreiche alternative Exons für stammzellspezifische Proteinvarianten.

"Wir haben ganz neue Faktoren identifiziert, die wir aus der üblichen Forschung an Säugetierzellen noch nicht kannten. Mit diesem Wissen können wir nun in menschlichen Zellen gezielt überprüfen, ob dort die gleichen Mechanismen aktiv sind", sagt Solana. Die Arbeit wirft für Solana und seine Kollegen auch grundlegende Fragen über Stammzellen in Tieren auf: "Wie wir zeigen konnten, sind diese Mechanismen in evolutionär extrem weit entfernten Abstammungslinien vorhanden und damit vermutlich relevant für das gesamte Tierreich." (red, 15.8.2016)

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