Zellforschung

Chromosomen im Schredder

Gerät ein bestimmtes menschliches Enzym außer Kontrolle, schneidet es Chromosomen kurz und klein. Für Zellen ist das schädlich, zum Abtöten von Tumoren jedoch nützlich. ETH-Forschende konnten nun den zugrunde liegenden Mechanismus aufklären.

Menschliche Chromosomen im Mikroskop. Auf dem linken Bild sind die Chromosomen intakt, das rechte Bild zeigt kleingeschnittene Chromosomen aus Zellen, in denen das Enzym MUS81 unkontrolliert aktiv war. (Bild: ETH Zürich / Jiradet Gloggnitzer)

Gut, besitzen unsere Zellen das Enzym MUS81. Es ist unter anderem in Notfällen im Einsatz, wenn sich Körperzellen nicht vervielfältigen können, weil sich die zelluläre DNA-Kopiermaschinerie in den Erbgut-Strängen verhakt und ins Stocken gerät. MUS81 arbeitet dann als Erbgut-Schere und hilft aus der Patsche: Das Enzym schneidet das DNA-Molekül nahe der Problemstelle durch und ermöglicht so, dass die Kopiermaschinerie wieder Tritt fasst und das Erbgut vor der Zellteilung verdoppeln kann.

„Damit das Enzym DNA nur dann schneidet, wenn das für Zellen nützlich ist, regulieren die Zellen seine Funktion sehr genau“, erklärt Joao Matos, Professor am Institut für Biochemie der ETH Zürich. „Würde das Enzym wahllos DNA zerschneiden, wäre das für Zellen fatal“, fügt Heike Duda, eine Doktorandin in Matos‘ Gruppe, hinzu.

Forschende dieser Gruppe haben nun bei menschlichen Zellen in Kultur die molekularen Details dieser Enzym-Regulierung entschlüsselt. In einer in der Fachzeitschrift „Developmental Cell“ veröffentlichten Arbeit beschreiben sie, wie bestimmte Proteine die DNA-Schere aktivieren oder ihre Aktivität unterdrücken.

Klinische Studien besser verstehen

Anzeige

Ihre Untersuchungen förderten auch zutage, dass ein sich in klinischer Erprobung befindlicher Krebswirkstoff in die MUS81-Regulation eingreift. Es handelt sich dabei um den Wirkstoff MK-1775, entwickelt von japanischen Wissenschaftlern. Dass dieser Wirkstoff Krebszellen abzutöten vermag, ist bekannt. Derzeit laufen klinische Studien, die seinen Einsatz zur Therapie verschiedener Krebsarten untersuchen.

MK-1175 setzt ein Steuerprotein, welches den Zellzyklus reguliert, außer Gefecht. Wie die ETH-Forschenden nun zeigen konnten, gerät dadurch MUS81 außer Kontrolle und beginnt, ohne Unterlass Chromosomen zu zerschneiden – es schreddert den gesamten Chromosomensatz. In der Folge sterben die Zellen ab.

Die neuen Erkenntnisse zum Wirkmechanismus könnten laut den Forschenden helfen, die Ergebnisse der laufenden klinischen Studien besser zu verstehen und beispielsweise erklären, warum der Krebswirkstoff bei einigen Patienten besser wirkt als bei anderen.

Literaturhinweis:

Duda H, Arter M, Gloggnitzer J, Teloni F, Wild P, Blanco MG, Altmeyer M, Matos J: A Mechanism for Controlled Breakage of Under-replicated Chromosomes during Mitosis. Developmental Cell 2016, 39: 1-16, DOI: 10.1016/j.devcel.2016.11.017.

Fabio Bergamin, ETH Zürich

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Forschungsprojekt "Nanofacil"

Enzyme resistenter machen

Ein Forschungsprojekt an der Jacobs University unter Leitung von Dr. Marcelo Fernandez-Lahore, Professor of Biochemical Engineering, soll zu einer Plattform für die erleichterte Weiterverarbeitung einer Vielzahl von biologischen Produkten führen.

mehr...

Mikrobiologie

Bakterielle Sporen mit „Gedächtnis“

Bakterielle Sporen speichern Informationen zur individuellen Wachstumsgeschichte ihrer Vorläuferzellen und verfügen somit über ein „Gedächtnis“, das die verschiedenen Phasen des Lebenszyklus von Bakterien miteinander verbindet. Dies hat ein...

mehr...
Anzeige

Schnellster Feuchtebestimmer am Markt für Feuchte-/Feststoffgehalt

Der Feuchtebestimmer SMART 6 analysiert den Feuchtegehalt jeder Probe in nur 2 min. Ob nass oder trocken, Feststoff, Pulver oder Suspension – egal! Alle Probenarten werden dank der Kombination Mikrowelle/Halogen schnell und präzise bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dank der Temperaturkontrolle sind die Messwerte vergleichbar zu den Standardmethoden.

mehr...

Neurologie

Axone: Enzym sorgt für dicke Isolation

Schwann-Zellen im peripheren Nervensystem stellen Fettsäuren zu einem großen Teil selbst her, um Nervenfasern elektrisch zu isolieren. Entscheidend daran beteiligt ist ein Enzym. Fehlt es, ist die Isolation mangelhaft, und die Motorik wird...

mehr...
Anzeige
Anzeige

Schnelle automatisierte Lösemittel Extraktion

Das EDGE Extraktionssystem ist ein sequentielles System für die schnelle automatisierte Lösemittel-Extraktion. Damit werden unterschiedliche Proben schnell in nur 5 min. extrahiert. Die Extraktionen im EDGE werden unter Druck und bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, was zu einer starken Beschleunigung der Reaktionskinetik führt.

Zum Highlight der Woche...

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem LABO Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite