Neue Oxygenase mit überraschender Funktion identifiziert Enzym reguliert Genaktivität abhängig von Sauerstoff - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Neue Oxygenase mit überraschender Funktion identifiziert

Enzym reguliert Genaktivität abhängig von Sauerstoff

Sauerstoffmangel kann Zellen gefährlich werden. Sie schützen sich mit Hilfe der Oxygenasen, einer Familie von Enzymen, die Einfluss auf die Aktivität der Gene nehmen kann. Ein Gen trägt die Bauanleitung für ein Protein oder sogar für verschiedene Proteine. Ein Forscherteam hat nun eine neue Oxygenase mit überraschender Funktion identifiziert: Das Molekül Jmjd6 bestimmt nicht, welches Gen aktiviert wird, sondern es reguliert, welches Protein schließlich entsteht.

{1r}

„Damit scheint klar, dass der Sauerstoffgehalt alle Ebenen der Genaktivität beeinflussen kann“, sagt Professorin Angelika Böttger von der Universität München, die zusammen mit dem Chemiker Professor Christopher Schofield von der Oxford University in der neuen „Science“ online über die Ergebnisse berichtet. „Wir wollen nun klären, wie ein Sauerstoffmangel die genetische Aktivität verändert und warum Tumorzellen so viel stärker auf diese Extremsituation reagieren als normale Zellen.“

Sauerstoff macht den Unterschied

Sauerstoff ist eine wesentliche Energiequelle für alle Tiere – und auch für den Menschen. Weil vor allem die Zellen so empfindlich auf einen Sauerstoffmangel – eine Hypoxie – reagieren, haben sich verschiedene Mechanismen entwickelt, die den Gehalt an Sauerstoff messen und darauf antworten. Auf den Sauerstoffmangel in großen Höhen etwa reagiert der Körper mit einer verstärkten Produktion von roten Blutkörperchen, weil diese den Sauerstoff im Blut transportieren.

O2-Mangel behindert Arbeit der Oxygenasen

Oxygenasen dagegen hängen Sauerstoffatome direkt an Proteine. Die Zugabe von Sauerstoffatomen wiederum reguliert die Funktion von Proteinen – abhängig von Schwankungen des Sauerstoffgehalts in der Umgebung. Denn wenn wenig Sauerstoff vorhanden ist, arbeiten die Oxygenasen schlechter.

Anzeige

Zudem aber beeinflussen manche Oxygenasen, welche Gene bei Sauerstoffmangel aktiv werden. Wird ein Gen tätig, erfolgt zunächst eine Abschrift in eine mRNA. Dieses Molekül wird in mehreren Schritten modifiziert, so dass dieses mRNA-Spleißen zu unterschiedlichen Endprodukten führen kann. Dann stammen verschiedene Proteine von einer einzigen genetischen Information ab.

Was passiert bei Sauerstoffmangel?

In ihrer aktuellen Studie identifizierten die Forscher ein neues Enzym, die Oxygenase Jmjd6, die auch eine wichtige Rolle beim mRNA-Spleißen spielt. „Weil es sich um eine Oxygenase handelt, scheint jetzt sehr wahrscheinlich, dass über den Sauerstoffgehalt alle Schritte der Genaktivität beeinflusst werden können“, sagt Böttger.

„Wir wollen jetzt herausfinden, wie sich die gesamte genetische Aktivität unter verschiedenen Bedingungen ändert, wenn gleichzeitig Sauerstoffmangel herrscht. Interessant ist in diesem Zusammenhang auch, dass Krebszellen ganz besonders empfindlich auf Sauerstoffmangel reagieren und in Tumoren häufig Hypoxie-induzierte Proteine aktiv sind.“

Vielseitige Oxygenasen

„Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass Oxygenasen bestimmen, welche Gene aktiviert werden. Jetzt stellen wir fest, dass sie auch dafür sorgen, in welcher Form die Proteine gebildet werden, die in unserem Körper existieren, ob diese nun für eine Herz- oder eine Krebszelle bestimmt sind“, meint Schofield.

(idw – Universität München, 08.07.2009 – DLO)

Anzeige

In den Schlagzeilen

Diaschauen zum Thema

Dossiers zum Thema

DNA - Von Genen, Mördern und Nobelpreisträgern

DNS-Scanner - Gencheck mit Terahertz-Strahlung

Lebenselixier Blut - „Ein ganz besondrer Saft“

Molekulare Motoren - Protein-„Maschinen“ als Triebfeder des Lebens

Neuland in drei Dimensionen - Ein Blick ins Innere der Zelle

News des Tages

Geminiden

Ursprung der Geminiden geklärt?

Klimawandel gefährdet arktische Infrastruktur

Kohlekraftwerke als Ultrafeinstaub-Schleudern

Prostatakrebs: Künftig genauere Prognosen?

Künstliches Perlmutt nach Maß

Bücher zum Thema

Die Macht der Gene - Schön wie Monroe, schlau wie Einstein von Markus Hengstschläger

Lehrbuch der Molekularen Zellbiologie - von Lutz Nover und Pascal von Koskull-Döring

Was treibt das Leben an? - Eine Reise in den Mikrokosmus der Zelle von Stephan Berry

Dolly - Der Aufbruch ins biotechnische Zeitalter von Colin Tudge, Ian Wilmut & Keith Campbell

Die Genomfalle - Versprechungen der Gentechnik, ihre Nebenwirkungen und Folgen von Ursel Fuchs

Ingenieure des Lebens - DNA-Moleküle und Gentechniker von Huub Schellekens und Marian C Horzinek (Übersetzer)

Top-Clicks der Woche

Anzeige
Anzeige