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MELDUNG/388: Nachrichten aus Forschung und Lehre vom 22.07.11 (idw)


Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilungen


→  Arbeitsteilung bei Proteinen - Die Rolle der Zentromer-Proteine bei der Zellteilung
→  DFG-Forschergruppe untersucht die Entstehung von Knochenmetastasen
→  Krebsforschung: Suche nach der "molekularen Achillesferse"
→  Urologen erwarten neue Ansätze zur Behandlung männlicher Unfruchtbarkeit


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Leibniz-Institut für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI) - 21.07.2011

Arbeitsteilung bei Proteinen

Die Rolle der Zentromer-Proteine bei der Zellteilung

Das Zentromer, ein spezieller Abschnitt auf jedem Chromosom, spielt bei der Zellteilung eine wichtige Rolle und sorgt im Komplex mit Proteinen dafür, dass jede Tochterzelle nach der Teilung eine komplette Kopie von allen Chromosomen besitzt. Die Struktur und Zusammensetzung dieses Multiproteinkomplexes wurde von Forschern des Leibniz-Instituts für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut in Jena und Kollegen des Centre for Chromosome Biology in Galway, Irland untersucht. Sie wiesen einen sehr dynamischen Komplex nach, der sich zellzyklus-spezifisch an die jeweiligen Erfordernisse in Struktur und Zusammensetzung anpasst. (PLoS Biol. 2011;9(6):e1001082. doi:10.1371/journal.pbio.1001082) Der biologische Prozess der Zellteilung (Mitose) gewährleistet das Wachstum und die Fortpflanzung aller Lebewesen; bis ins hohe Alter werden neue Zellen gebildet und abgestorbene ersetzt. Durch ein genau festgelegtes inneres Programm wird dabei sichergestellt, dass die Zellen korrekt vervielfältigt werden und aus einer Zelle je zwei neue, identische Zellen entstehen. Treten bei der Teilung jedoch Störungen auf, können durch unkontrolliertes Wachstum leicht Wucherungen, Geschwüre oder Tumore (Krebs) entstehen.

Die genetische Information, die auf der DNA und somit auf den Chromosomen gespeichert ist, wird bei der Zellteilung über viele Generationen hinweg von der Mutterzelle auf die Tochterzellen übertragen. Das Zentromer, ein besonderer Abschnitt auf jedem Chromosom (eingeschnürter Bereich; Taille), spielt dabei eine Schlüsselrolle. Im Komplex mit speziellen Proteinen (Zentromer-Proteine; engl. centromere proteins, CENPs) sorgt es unter anderem dafür, dass nach der Teilung jede Tochterzelle eine komplette Kopie von allen Chromosomen besitzt. Bisher weiß man, dass dieser Multiproteinkomplex bei der Verdopplung der DNA und bei der Teilung von Zelle zu Zelle weitergegeben wird. Über die genaue Struktur und Zusammensetzung des Komplexes während des Teilungsprozesses gab es bis dato keine Angaben.

Forscher des Leibniz-Instituts für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena und des Centre for Chromosome Biology in Galway, Irland haben nun während des Zellzyklus die Struktur und Zusammensetzung des Zentromer-Protein-Komplexes in lebenden Zellen genauer erforscht. Sie analysierten, wann welche Proteine am Zentromer vorhanden sind, ob sie dort eingebaut werden und ob bzw. wann sie wieder das Zentromer verlassen. Ihre Ergebnisse sind in dem renommierten Journal "PLoS Biology" veröffentlicht (PLoS Biol. 2011;9(6):e1001082.doi:10.1371/journal.pbio.1001082).

"Bereits seit längerem ist bekannt, dass die Zentromere nicht ausschließlich durch die DNA gebildet werden, sondern vielmehr die assoziierten Zentromer-Proteine, die CENPs, die Anordnung der Zentromere auf jedem Chromosom veranlassen. Wie dieses "Wissen" aber mit ausreichender Präzision und Stabilität bei der Zellteilung über mehrere Generationen hinweg vererbt werden kann, war bis dato ein Geheimnis", berichtet Prof. Stephan Diekmann, Leiter der Arbeitsgruppe Molekularbiologie am FLI. "Deshalb haben wir uns in lebenden Zellen die CENPs einmal genauer angeschaut", informiert Prof. Diekmann weiter. "Durch Markierung mit Fluoreszenzfarbstoffen konnten wir die Verdopplung der Chromosomen unter dem Mikroskop direkt beobachten und verfolgen, welche Effekte das Entfernen von Schlüsselproteinen auf die Chromosomenbewegung in den Zellen und damit auf die präzise Verteilung auf die Tochterzellen hat".

"Umso erstaunter waren wir, als wir bei den Proteinen Hinweise für eine Arbeitsteilung entdeckten", freut sich Dr. Christian Hoischen, Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe Diekmann. Das als CENP-A bekannte Schlüsselprotein befindet sich konstitutiv am Zentromer und ist ein epigenetischer Marker ("Schalter", der Gene und die Funktion von DNA-Abschnitten an- oder ausknipsen kann) für die Lage des Zentromers auf dem Chromosom, d.h. es "vererbt" die Position des Zentromers. Die molekularen Verwandten CENP-T und CENP-W, die gemeinsam einen Subkomplex bilden, sind nicht konstitutiv an das Zentromer gebunden, sondern werden erst am Ende der Zellzyklusphase, in der die DNA verdoppelt wird, in das Zentromer eingebaut. Dort befinden sie sich dann in der Nähe von CENP-A. Offensichtlich bilden sie am Zentromer eine Struktur aus, die eine wichtige Rolle bei der Verteilung der Schwesterchromatiden auf die Tochterzellen spielt. "Das Zentromer ist in seiner Zusammensetzung und Struktur also ein wesentlich dynamischerer Komplex als wir bisher angenommen haben und passt sich offenbar zellzyklus-spezifisch an die jeweiligen Erfordernisse während der Zellteilung an", so Dr. Hoischen weiter.

"Unsere Forschungsergebnisse bieten damit nicht nur neue Aspekte für die Grundlagenforschung, sondern sind auch für die Behandlung von Krebserkrankungen relevant", unterstreichen Prof. Diekmann und Dr. Hoischen. Die für die Zellteilung essentiellen Zentromer-Proteine sind mögliche Targets für Chemotherapien. CENP-A wird bereits jetzt als potentielles Target für die Behandlung bestimmter Krebserkrankungen angesehen.

Kontakt:
Dr. Kerstin Wagner
Leibniz-Institut für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI)
Beutenbergstr. 11, 07745 Jena
E-Mail: koordinator@fli-leibniz.de

Originalpublikation:
Prendergast L, van Vuuren C, Kaczmarczyk A, Doering V, Hellwig D, Quinn N, Hoischen C, Diekmann S, Sullivan KF
Premitotic assembly of human CENPs-T and -W switches centromeric chromatin to a mitotic state.
PLoS Biol. 2011, 9(6), e1001082.
DOI: 10.1371/journal.pbio.1001082.

Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.fli-leibniz.de
(Homepage Leibniz-Institut für Altersforschung -
Fritz-Lipmann-Institut (FLI) Jena)



Hintergrundinfo:

Das Leibniz-Institut für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena ist das erste deutsche Forschungsinstitut, das sich seit 2004 der biomedizinischen Altersforschung widmet. Über 330 Mitarbeiter aus 25 Nationen forschen zu molekularen Mechanismen von Alterungsprozessen und altersbedingten Krankheiten.
Näheres unter: www.fli-leibniz.de

Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören zurzeit 87 Forschungsinstitute und Serviceeinrichtungen für die Forschung sowie drei assoziierte Mitglieder. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute arbeiten strategisch und themenorientiert an Fragestellungen von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung. Bund und Länder fördern die Institute der Leibniz-Gemeinschaft daher gemeinsam.
Näheres unter: www.leibniz-gemeinschaft.de

Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU)
Näheres unter: www.uni-jena.de



Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/institution517

Quelle: Leibniz-Institut für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI), Dr. Kerstin Wagner (komm.), 21.07.2011


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Helmholtz Zentrum München / Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt - 20.07.2011

DFG-Forschergruppe untersucht die Entstehung von Knochenmetastasen

Das Gesamt-Projekt wird mit rund 3 Millionen Euro gefördert.

Neuherberg, 20.07.2011. Die Erforschung molekularer Mechanismen bei der Entstehung von Knochenmetastasen steht im Zentrum einer in der vergangenen Woche von der Deutschen Forschungsgemeinschaft bewilligten DFG-Forschergruppe mit Arbeitsgruppen an den Universitäten Dresden, Kiel und Würzburg sowie am Helmholtz Zentrum München. Leiter der Forschergruppe ist der Knochen- und Hormon-Experte Prof. Dr. Lorenz C. Hofbauer von der Medizinischen Klinik und Poliklinik III am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden.

Bei 50 bis 90 Prozent der Patienten mit bösartigen Tumoren entwickeln sich im Verlauf der Krankheit Knochenmetastasen. Knochenbrüche und starke Schmerzen sind eine häufige Folge für die Betroffenen. Da die molekularen Ursachen zur Entstehung von Knochenmetastasen bislang nicht hinreichend erforscht sind, gestaltet sich eine wirkungsvolle Therapie oft schwierig.

"SKELMET - Mesenchymale und osteogene Signalwege in der Knochenmetastasierung" ist der Titel einer gerade bewilligten DFG-Forschergruppe, die die molekularen Signalwege zur Entstehung von Knochenmetastasen erforscht. Professor Hofbauer von der Medizinischen Klinik und Poliklinik III ist Leiter des interdisziplinären Forschungsverbunds, der insgesamt sechs Projekte umfasst. Zwei dieser Projekte sind in Dresden, die weiteren an den Universitäten Kiel und Würzburg sowie am Helmholtz Zentrum München angesiedelt.

Dr. Matthias Kieslinger leitet das Münchner Projekt zum Thema "Determining the supporting mesenchymal cell lineages and their interactions with multiple myeloma". Darin wird untersucht, welche Zelltypen und -stadien der knochenaufbauenden Osteoblasten Tumorzellen des multiplen Myeloms bei ihrem Wachstum unterstützen und welche Faktoren dazu notwendig sind. Die Ergebnisse werden die Grundlage für gezielte therapeutische Interventionen bilden. Das multiple Myelom und andere leukämische Erkrankungen siedeln sich im Knochenmark an. Die Tumorzellen haben dort Kontakt zu Osteoblasten, die sie für ihr Wachstum benötigen.

Die SKELMET-Forschergruppe ist eine von bundesweit acht neuen von der DFG geförderten Forschergruppen. Sie wird mit insgesamt rund 3 Millionen Euro finanziert. Mit derartigen Forschungsverbünden bietet die DFG exzellenten Wissenschaftlern die Möglichkeit, sich aktuellen und drängenden Forschungsfragen zu widmen und diese mittelfristig auf ihre klinische Anwendung hin zu untersuchen. So hat die SKELMET-Forschergruppe das Ziel, durch die systematische Analyse des gesamten Prozesses der Knochenmetastasen-Bildung Wirkmechanismen detailliert aufzuklären und neue Ziel-Moleküle für eine spezifische und frühzeitigere Diagnose zu entdecken und verbesserte Therapien zur Behandlung von Knochenmetastasen zu entwickeln.

Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.helmholtz-muenchen.de/presse-und-medien/pressemitteilungen/pressemitteilungen-2011/pressemitteilung-2011/article/14973/index.html Helmholtz Zentrum München

Zu dieser Mitteilung finden Sie Bilder unter:
http://idw-online.de/de/image147486
Dr. Matthias Kieslinger, Institut für klinische Molekularbiologie und Tumorgenetik, Helmholtz Zentrum München

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1.900 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 17 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 31.000 Beschäftigten angehören.
www.helmholtz-muenchen.de

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/institution44

Quelle: Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, Susanne Eichacker, 20.07.2011


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VolkswagenStiftung - 21.07.2011

Krebsforschung - Suche nach der "molekularen Achillesferse"

Die Entwicklung neuer Krebstherapien hat sich Lichtenberg-Professor Christian Reinhardt zum Ziel seiner Forschungsarbeit gesetzt. Die VolkswagenStiftung fördert den Wissenschaftler an der Uniklinik Köln mit rund 1,1 Millionen Euro.

Dank enormer technologischer Fortschritte in der Molekularmedizin weiß man heute viel mehr über die Entstehung von Krebs als noch vor wenigen Jahren. So ist mittlerweile bekannt, dass sich bösartige Tumore entweder durch den Verlust von sogenannten Tumorsuppressorgenen (Gene, die das Tumorwachstum unterdrücken) oder durch die gesteigerte Funktion von Onkogenen (Gene, die das Tumorwachstum fördern) bilden.

Diese Erkenntnisse über die genetischen Veränderungen von Zellen möchte Priv.-Doz. Dr. med. Christian Reinhardt, 35, nutzen, um neue, genetisch gesteuerte Krebstherapien zu entwickeln. Die VolkswagenStiftung unterstützt den Mediziner der Uniklinik Köln bei seinem Vorhaben mit einer Lichtenberg-Professur in Höhe von rund 1,1 Millionen Euro. Die Professur verfolgt einen integrativen Ansatz, um in einem translationalen Forschungsprogramm an der Schnittstelle zwischen onkologischer Grundlagenforschung und klinischer Entwicklung von molekular gezielten Therapien für Krebspatienten zu arbeiten. Die Gruppe um Christian Reinhardt verwendet genetische, biochemische und pharmakologische Methoden, um Schwachstellen zu identifizieren, die mit der Aktivierung von Onkogenen oder dem Verlust von Tumorsuppressorgenen einhergehen.

Ein solcher Ansatz ermöglicht die Entwicklung von maßgeschneiderten personalisierten Therapien, die ganz spezifisch die Tumorzellen zerstören, während umliegendes gesundes Gewebe, in dem keine Mutationen in Onkogenen oder Tumorsuppressorgenen vorliegen, geschont wird. Es geht also letztlich um die Identifikation der "molekularen Achillesferse" von Tumorgewebe. Ein besonderer Fokus der Arbeiten von Christian Reinhardt liegt auf den prominenten Tumorsuppressorgenen TP53 und ATM, welche in circa 40 Prozent aller humaner Tumore mutiert sind.

Weitere Auskunft und Kontakt:

Uniklinik Köln
Klinik I für Innere Medizin
PD Dr. med. Christian Reinhardt
E-Mail: christian.reinhardt@uk-koeln.de

VolkswagenStiftung
Förderinitiative
Dr. Anja Fließ
E-Mail: fliess@volkswagenstiftung.de

Die Pressemitteilung und Bildmaterial stehen im Internet zur Verfügung unter
http://www.volkswagenstiftung.de/service/presse.html?datum=20110721

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/institution458

Quelle: VolkswagenStiftung, Jens Rehländer, 21.07.2011


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Deutsche Gesellschaft für Urologie e.V. - 21.07.2011

Urologen erwarten neue Ansätze zur Behandlung männlicher Unfruchtbarkeit

DFG fördert Fortpflanzungs-Forschung "Germ Cell Potential" weitere drei Jahre

Künstliche Befruchtung - von der Keimzelle bis hin zur Geburt - steht im Mittelpunkt der Arbeit der deutschen Forschergruppe "Germ Cell Potential". Seit drei Jahren untersuchen die beteiligten Naturwissenschaftler und Mediziner mit Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) den Komplex zwischen Fortpflanzung, Unfruchtbarkeit und assistierten Reproduktionstechniken. Jetzt hat die DFG der Forschergruppe für weitere drei Jahre insgesamt 4,8 Millionen Euro bewilligt, um ihre Arbeit, die Reproduktionsmedizin und Stammzellforschung kombiniert, fortzusetzen und auszuweiten.

"Die Forschergruppe FOR 1041, wie sie bei der DFG genannt wird, ist ein Netzwerk, in dem führende Andrologen, Reproduktionsbiologen und Reproduktionsmediziner, Stammzellforscher, Humangenetiker sowie Gynäkologen in sechs Städten zusammenarbeiten. Die Universität Münster bildet den Schwerpunkt, denn die Hälfte der insgesamt zwölf Teilprojekte ist hier lokalisiert - am Institut für Humangenetik, am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin und am CeRA, dem Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie des Universitätsklinikums", sagt Prof. Dr. Sabine Kliesch, Chefärztin des CeRA. Als Andrologin und Urologin sowie in ihrer Funktion als Pressesprecherin der Deutschen Gesellschaft für Urologie e.V. (DGU) unterstreicht sie besonders die Erwartungen, die bezüglich der männlichen Infertilität auf der Arbeit der Forschergruppe "Germ Cell Potential" ruhen - neue Ansätze für die Behandlung. Bisher konnten die Forscher herausfinden, dass männliche Unfruchtbarkeit stark mit epigenetischen Veränderungen korreliert - also mit Zelleigenschaften, die nicht über die DNA vererbt wurden, sondern aus einer Modifikation der DNA resultieren.

Schon heute werden zwei bis drei Prozent der Kinder in Deutschland durch künstliche Befruchtung gezeugt. Tendenz steigend. Aber ebenso wie die Ursachen der Unfruchtbarkeit noch nicht umfassend geklärt sind, sind auch die Methoden der künstlichen Befruchtung, die seit 30 Jahren verwendet werden, wissenschaftlich kaum untersucht, sagt der Sprecher der Forschergruppe "FOR 1041", Prof. Dr. Jörg Gromoll vom CeRA. Und: "Die möglichen Risiken der derzeit angewendeten Techniken oder Behandlungen für die geborenen Kinder und für die behandelten Paare sind derzeit nicht genau bekannt." Die meisten Erkenntnisse beruhten nur auf beschreibenden Studien. Nach Prof. Gromolls Ansicht liegt die Hauptursache für die Zunahme künstlicher Befruchtungen darin, dass hierzulande der Kinderwunsch zeitlich immer weiter in der Lebensplanung nach hinten rückt, und gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit, dass es auf natürlichem Wege zur Schwangerschaft kommt, mit steigendem Alter deutlich sinkt.

Die Teilprojekte der Forschergruppe "Germ Cell Potential" decken ein breites Feld ab: "Wir suchen nach den genetischen Ursachen der Infertilität, wollen die Qualitätsmerkmale von Eizellen näher bestimmen und - wie der Titel der Gruppe sagt - auch das Potenzial von Stammzellen erforschen. Dabei geht es etwa um die Frage, ob solche Stammzellen aus dem Hoden des Mannes als Reserve für die Spermienbildung nutzbar sind. Aber auch die Entstehung von Eizellen aus embryonalen Stammzellen ist ein wesentlicher Forschungsgegenstand. Zudem läuft eine Studie, in der mögliche Folgen der verschiedenen Methoden einer künstlichen Befruchtung klinisch untersucht werden", erklärt Prof. Kliesch.

Der multidisziplinäre Ansatz der Forschung mit Schwerpunkt in Münster sowie die praktizierte Verzahnung von Forschung und Praxis werden nach Einschätzung von Prof. Kliesch Grundlagen für neue Ansätze zur Behandlung von Infertilität liefern.

Weitere Informationen:

DGU-Pressesprecherin
Prof. Dr. med. Sabine Kliesch
Chefärztin Klinische Andrologie
Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie

Head Clinical Andrology
Centre for Reproductive Medicine and Andrology
WHO Collaborating Center
EAA Training Center
University Clinic Münster
Albert-Schweitzer-Campus 1
Gebäude Domagkstraße 11
48149 Münster

oder

DGU-Pressestelle
Bettina-Cathrin Wahlers
Sabine Martina Glimm
Stremelkamp 17
21149 Hamburg
E-Mail: redaktion@bettina-wahlers.de

Weitere Informationen finden Sie unter:
http://www.germ-cell-potential.de
http://www.urologenportal.de

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/de/institution795

Quelle: Deutsche Gesellschaft für Urologie e.V., Bettina-Cathrin Wahlers, 21.07.2011


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Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 23. Juli 2011