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Bevor sich eine Zelle teilen kann, muß sie ihr gesamtes Erbmaterial, die DNA, verdoppeln. Wie die Initialzündung für diesen Prozeß bei Säugetieren aussieht, ist weitgehend unbekannt. Biochemiker der Universität Würzburg haben aber inzwischen einige der beteiligten Moleküle identifiziert.
Die Verdopplung der DNA, die sogenannte Replikation, ist der kritische Schritt bei der Zellteilung und wird deshalb strikt überwacht. Die Kontrolle setzt bei der Startphase an. Dass diese Initialzündung der DNA-Replikation in Zellen von Säugetieren und auch beim Menschen bis heute noch weitgehend unverstanden ist, hält Prof. Dr. Friedrich Grummt vom Institut für Biochemie aus zwei Gründen für unbefriedigend: Zum einen fehle damit der grundsätzliche theoretische Einblick, um die Zellvermehrung steuern zu können. Zum anderen falle genau auf dieser unverstandenen Ebene die Entscheidung, ob eine Zelle zu einer zügellosen und dauerhaften Vermehrung übergeht, wie es zum Beispiel bei der Krebsentstehung der Fall ist.
Erste Einblicke in die Regulation des Replikationsstarts hat die Wissenschaft an der Bäckerhefe gewonnen. Dabei zeigte sich, dass die Signale, die das Zusammenlagern der Replikationsmaschine bedingen, in der zu verdoppelnden DNA selbst liegen: Es handelt sich um spezielle Sequenzen von DNA-Bausteinen. An diese Replikations-Ursprünge lagert sich zunächst eine Art Landeplattform an. Es folgen mindestens zehn weitere Proteine, die ihrerseits als Andockstelle für Enzyme und andere Proteine fungieren, welche dann für den eigentlichen Prozess der DNA-Verdopplung zuständig sind.
Am Würzburger Institut für Biochemie wurden Hinweise darauf gefunden, dass dieses System nicht nur für niedrige kernhaltige Zellen wie die Bäckerhefe gültig ist: Offenbar hat es sich in der Evolution als so erfolgreich erwiesen, dass es auch in Säugerzellen zum Einsatz kommt. Für ihre Untersuchungen, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert werden, verwenden die Wissenschaftler um Prof. Grummt Mäusezellen als Modell. Mit speziell entwickelten Methoden haben sie gezeigt, dass auch in der Maus-DNA bestimmte Abschnitte für den Start der Replikation zuständig sind. Die Würzburger Forscher konnten zudem die Gene für vier der insgesamt sechs Bausteine der Landeplattform identifizieren und charakterisieren. Sie alle sind den entsprechenden Hefegenen sehr ähnlich - das weist darauf hin, dass diese Gene sich im Lauf der Evolution kaum verändert haben.
Neben den Genen für die Plattform-Proteine haben die Biochemiker in den Mäusezellen auch die Gene für vier weitere Proteine identifiziert, die mit dem Start der Replikation zu tun haben. Laut Prof. Grummt sind diese Proteine für die Aufnahme und Weiterleitung von Signalen wichtig, welche von außerhalb der Zelle kommen und die Zellteilung in Gang setzen.
Weitere Informationen: Prof. Dr. Friedrich Grummt, T (0931) 888-4042, Fax (0931) 888-4045, E-Mail: grummt@biozentrum.uni-wuerzburg.de
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Information technology
transregional, national
Research projects
German
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