04.04.2008 (fjh)
Viel komplexer als ursprünglich gedacht ist der Mechanismus der Gen-Kontrolle. Das haben Molekularbiologen der Philipps-Universität jetzt in aufwendigen Experimenten herausgefunden. Die Marburger Wissenschaftler haben einen neuen Mechanismus weitgehend aufgeklärt, der dem Abschalten von nicht benötigten Genen dient.
In einer genomweiten Analyse haben die Forscher 120 Erbanlagen identifiziert, die dazu beitragen, dass keine unerwünschten Gen-Produkte entstehen. Da alle Zellen eines Individuums über dieselben Erbanlagen verfügen, ist es lebensnotwendig, die Gen-Aktivität zu kontrollieren und Gene an- oder abzuschalten.
Diese Schalter-Funktion übernehmen spezielle Proteine. Diese sogenannten "Transkriptions-Faktoren" können die Gene aktivieren oder hemmen, indem sie an die Erbsubstanz "DNA" binden. Diese Desoxiribo-Nukleinsäure (DNA) ist die Trägerin der Erbanlagen.
Die Eigenschaften einiger Transkriptions-faktoren können durch die Verknüpfung mit einem kleinen Protein namens "SUMO" verändert werden: Die SUMO-Ylierung eines Transkriptionsfaktors kann ihn von einem Aktivator für Gene in einen "Repressor" verwandeln, der das Ablesen des Gens und die Bildung des Gen-Produkts unterdrückt.
Warum das Anhängen des SUMO-Proteins zu dieser funktionellen Kehrtwende führt, war bisher nicht bekannt. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Guntram Suske konnte jetzt weitgehend aufklären, welche molekularen Mechanismen dafür verantwortlich sind, dass das Ablesen der Gene durch SUMO-ylierte Transkriptions-Faktoren unterdrückt wird. Mit Unterstützung der kooperierenden Arbeitsgruppe von Dr. Michael Boutros am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg wurden zu diesem Zweck über 20.000 Gene in einem Hochdurchsatz-Verfahren untersucht.
Dabei haben sich die Wissenschaftler des neuen Verfahrens der "RNA-Interferenz" bedient: Sie erzeugten modifizierte Kopien der DNA-Abschnitte. Jede dieser Kopien bewirkt eine Inaktivierung des zugehörigen Gens.
Anschließend testeten die Forscher für jedes einzelne Gen, ob sein Ausfall die Transkriptions-Hemmung aufhebt, die durch SUMO hervorgerufen wird. Auf diese Weise wurden 120 Faktoren identifiziert, die an der SUMO-vermittelten Repression beteiligt sind.
Das Ergebnis ist erstaunlich: Es stellte sich heraus, dass der Prozess weitaus komplexer ist, als ursprünglich angenommen. Durch das Anhängen von SUMO an einen Transkriptions-Faktor wird eine Kaskade von Ereignissen ausgelöst, an der zahlreiche weitere Proteine beteiligt sind.
Die weitergehende Untersuchung einiger dieser Komponenten hat ergeben, dass die SUMO-Modifikation letztlich zu einer dichten Verpackung der Gene führt, die dadurch nicht mehr abgelesen werden können.
pm: Philipps-Universität Marburg
Text 393 groß anzeigen

www.marburgnews.de