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Donnerstag, 19.10.2017
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Springendes Gen aus der Retorte

Forscher entwickeln neues Werkzeug für die Aufklärung von Genfunktionen

In Pflanzen, Tieren und auch im Menschen gibt es inaktive Überreste springender Gene, so genannte Transposons. Forscher versuchen aus ihnen aktive Transposons zu entwickeln, um mit diesen Werkzeugen die Funktion von Genen zu entschlüsseln. Jetzt ist es Wissenschaftlern gelungen, ein künstliches springendes Gen zu konstruieren, das im Zelllabor auch in menschlichen Zellen aktiv ist.
DNA-Analyse

DNA-Analyse

Die Forscher am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch um Ludivine Sinzelle, Zsuzsanna Izsvák und Zoltán Ivics hoffen, dass es Aufschluss über die Rolle menschlicher Gene geben kann. Sie berichten über ihre Ergebnisse in der Online Ausgabe der Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Molekulare Parasiten


Transposons machen rund die Hälfte des menschlichen Genoms aus. „Sie sind molekulare Parasiten, ähnlich wie Flöhe, nur dass sie im Genom des Wirtes und nicht auf dessen Rücken zu finden sind“, erklärt Ivics. Sie springen, bewegen und vermehren sich durch den Wirt. Ohne ihn können sie nicht überleben. In den meisten Fällen erfüllen Transposons keine Funktion im menschlichen Genom. Doch nicht alle sind überflüssig. „Ungefähr hundert aktive Gene, darunter einige des Immunsystem, lassen sich auf Transposons zurückführen“, führt Ivics weiter aus.

Um ein aktives Transposon zu konstruieren, verglich das Team von Ivics die DNA verschiedener, inaktiver Überreste der Harbinger-Transposons (Harbinger - engl. für Vorbote), einer der größten Familien von Transposons, und entwickelten aus ihren Ergebnissen ein künstliches, springendes Gen. „Wir hatten sehr viel Glück“, so Ivics, „gleich der erste Versuch war erfolgreich.“


Neues Werkzeug für die Grundlagenforschung


Im Zelllabor schleusten die MDC-Forscher das Transposon durch ein Genshuttle in menschliche Zellen. Dort schneidet sich das künstliche Transposon selbstständig aus seinem Transportvehikel aus und baut sich in das Genom der Zelle ein. Springt das Transposon dabei in ein wichtiges Gen und deaktiviert es, ist es möglich, dass wichtige Abläufe in der Zelle gestört sind. Daraus können die Forscher auf die Funktion des Gens schließen.

Aber auch neue Gene sind im Laufe der Evolution durch Transposons entstanden. So hat das Team von Ivic zwei neue Verwandte des Harbinger-Transposons durch computergestützte Genanalysen entdeckt. Welche Rolle diese Gene im menschlichen Körper spielen, wollen die Forscher jetzt in einem neuen Projekt untersuchen.

Neues Hilfsmittel für die Gentherapie?


Langfristig hoffen die Wissenschaftler solche Transposons auch in der Gentherapie einsetzen zu können. Eine intakte Kopie eines Gens könnte mit Hilfe des Transposons in das Genom eines Patienten integriert werden, um so einen Gendefekt beheben. „Doch bis dies möglich ist, müssen wir noch viel tun“, gibt Ivics zu bedenken. „Das neue Gen soll ja nicht irgendwo hinspringen.“
(idw - Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch, 17.03.2008 - DLO)
 
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