idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instanz:
Teilen: 
18.02.2013 11:49

Markierungen an Histonen kontrollieren Entwicklung

Anja Konschak Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biochemie

    Auf genetischer Ebene sind die Zellen von Tieren und Pflanzen echte Alleskönner, da jede Zelle eine vollständige Kopie des genetischen Materials des Organismus enthält. Davon wird aber – je nach Zelltyp und Entwicklungsstand – nur ein geringer Teil genutzt und aktiviert. Wissenschaftler des MPI für Biochemie haben nun nachgewiesen, wie die Genaktivität in den einzelnen Zellen während der Entwicklung von Tieren reguliert wird. Mit ihren aktuellen Ergebnissen konnten die Forscher zeigen, dass chemische Markierungen an Histonen bestimmen, ob ein Gen aktiv ist oder nicht. Histonen sind universell vorhandene Proteinkomplexe, um die das genetische Material, die DNA, gewickelt ist.

    Die DNA jedes Gens im Zellkern von Tieren und Pflanzen ist verpackt mit Histonproteinen und gleicht einer Perlenkette. Jede dieser Perlen besteht aus einem Komplex aus Histonproteinen, um welche die DNA gewickelt ist. Diese Struktur wird Nukleosom genannt. Viele Proteine, die die Aktivität von Genen regulieren, verändern die Nukleosomen an diesen Genen, indem sie kleine chemische Markierungen an bestimmte Stellen der Histonproteine anfügen. Allerdings fügen die gleichen Proteine diese chemischen Markierungen auch an eine Vielzahl anderer Proteine an und bislang war unklar, welche dieser Markierungen letztendlich Einfluss auf die Genaktivität während der Entwicklung von Tieren und Pflanzen nehmen.

    Kleiner Anhang – große Wirkung
    Die Wissenschaftler in der Forschungsgruppe „Chromatin-Biologie“ von Jürg Müller haben sich jetzt eine bestimmte Markierung an Histonen näher angeschaut, die von dem Enzym Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) angefügt wird. Polycomb-Proteine wie PRC2 halten Gene, welche die Entwicklung von Tieren und Pflanzen steuern, inaktiv. PRC2 stellt so sicher, dass diese Gene nur in den richtigen Zellen und zum richtigen Zeitpunkt aktiv sind.

    Um die Rolle von PRC2 und seiner Histon-Markierung zu untersuchen, verwendeten die Wissenschaftler am MPI für Biochemie die Fruchtfliege Drosophila als Modellorganismus. Die Forscher veränderten die Fliegen so, dass sie in ihren Zellen Histone herstellten, an die PRC2 die chemische Markierung nicht mehr anfügen konnte. Es zeigte sich, dass in diesen Zellen die gleichen Gene aktiv werden, die auch beim Fehlen von PRC2 aktiv werden.

    „Unsere Beobachtungen zeigen, dass der entscheidende Schritt die Markierung an den Histonen ist und nicht an irgendeinem der anderen Proteine in der Zelle, die auch von PRC2 modifiziert werden“, sagt die Doktorandin Ana Pengelly, die die Versuche durchführte. Ihr Kollege Omer Copur fügt hinzu: “Unser Versuchsansatz erlaubt uns, jetzt auch die Funktion von anderen chemischen Markierungen an Histonen zu untersuchen.“ Weiterführend zu ihren Ergebnissen über PRC2 wollen die Forscher in Zukunft herausfinden, wie genau die Histon-Markierungen die Perlenkettenstruktur der DNA verändern und so die Aktivität von Genen kontrollieren.

    Originalpublikation
    Pengelly, A.R., Copur, O., Jäckle, H., Herzig, A. and Müller, J.: A histone mutant reproduces the phenotype caused by loss of histone modifying factor Polycomb. Science, February 8, 2013.
    DOI: 10.1126/science.1231382

    Kontakt
    Dr. Jürg Müller
    Chromatin-Biologie
    Max-Planck-Institut für Biochemie
    Am Klopferspitz 18
    82152 Martinsried
    E-Mail: muellerj@biochem.mpg.de
    www.biochem.mpg.de/mueller

    Anja Konschak
    Öffentlichkeitsarbeit
    Max-Planck-Institut für Biochemie
    Am Klopferspitz 18
    82152 Martinsried
    Tel.: +49 (0) 89 8578-2824
    E-Mail: konschak@biochem.mpg.de
    www.biochem.mpg.de


    Weitere Informationen:

    http://www.biochem.mpg.de/news/pressroom/index.html - Pressemitteilungen des MPI für Biochemie
    http://www.biochem.mpg.de/mueller/ - Webseite der Forschungsgruppe "Chromatin-Biologie" (Jürg Müller)


    Bilder

    Zellen, denen das Enzym PRC2 fehlt (oben) oder Zellen, die ein verändertes Histon besitzen, das nicht mehr chemisch markiert werden kann (unten), zeigen denselben Effekt: ein Gen, das normalerweise stillgelegt sein sollte, wird aktiv (rotes Signal). In den umgebenden Wildtypzellen, welche grün markiert sind, bleibt das Gen inaktiv.
    Zellen, denen das Enzym PRC2 fehlt (oben) oder Zellen, die ein verändertes Histon besitzen, das nich ...
    Quelle: (Bild: Ana R. Pengelly/ Copyright: MPI für Biochemie)


    Anhang
    attachment icon Pressemitteilung (PDF)

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Studierende, jedermann
    Biologie, Chemie
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


     

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).