Forscher kartierten die 3D-Genomstruktur von Stammzellen

14. März 2017, 08:00
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Neue Methode soll Zusammenhänge von Zellverhalten und Genomstruktur aufdecken, wenn sich etwa Stammzellen zu spezialisierten Körperzellen weiterbilden

Wien – Damit die rund zwei Meter lange DNA in einem einzigen Zellkern Platz finden kann, muss sie sich falten. Dieser Aufwand kann nur in mehreren Etappen – von der Doppelhelix zu ganzen Chromosomen – bewerkstelligt werden. Ein Team mit österreichischer Beteiligung hat nun die dreidimensionale DNA-Struktur einzelner Stammzellen kartiert. Damit könne man Interaktionen von Genen besser untersuchen, so die Forscher im Fachjournal "Nature".

Das Team um Ernest Laue von der Universität Cambridge machte zunächst hochauflösende Mikroskop-Aufnahmen einzelner Maus-Stammzellen und bestimmte dann jeweils die dreidimensionale Form ihres Erbguts. Dazu verwendeten sie eine biochemische Methode, die Auskunft gibt, wo unterschiedliche Abschnitte des DNA-Fadens räumlich nahe beieinander liegen (Chromosome conformation capture). Schließlich legten sie beides übereinander, um ein vollständiges Bild jeder Zelle mit ihrem Erbgut zu erhalten.

Vielfältige Anwendungen denkbar

"Damit können wir feststellen, ob es zwischen einem bestimmten Zellverhalten und der Genomstruktur einen Zusammenhang gibt", erklärte Martin Leeb von den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Universität Wien, der an der Studie beteiligt war. Die Forscher fanden etwa heraus, dass manche Teile des Erbguts (zum Beispiel die relativ aktiven "A-Bereiche" und die eher inaktiven "B-Bereiche") in allen Zellen ähnlich angeordnet sind, während die Strukturen anderer Abschnitte (zum Beispiel DNA-Schleifen) variierten.

Außerdem sei es mit dieser Methode möglich, die Veränderung der Genomstrukturen in dynamischen Systemen zu untersuchen, zum Beispiel wenn sich Stammzellen für eine Funktion entscheiden und zu spezialisierten Körperzellen entwickeln, so Leeb. Dabei werde ihre Erbgutstruktur mitunter massiv umgebaut, um sie auf ihr zukünftiges Zellschicksal vorzubereiten. (APA, 14.3.2017)

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