Molekularer Genschalter
Die Forschungsgruppe von Dr. Achim Leutz vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch hat die Verbindung eines Genregulators mit einem Proteinkomplex identifiziert, der offenbar den letzten Ausschlag dafür gibt, ob die Bauanleitung in einem Gen für die Produktion von Proteinen abgelesen wird oder nicht. Dieser hochmolekulare Proteinkomplex wurde bereits in einem anderen Zusammenhang identifiziert und "Mediator" (Vermittler) genannt. Er vermittelt die Information zwischen Genregulatoren, die an das Erbgut (DNA) binden und dem Proteinapparat, der die Information der Gene abliest und zur Produktion der Proteine bereitstellt. Der Mediator kann aber auch bei der Entstehung von Erkrankungen eine Rolle spielen. Die Arbeit von Dr. Xianming Mo, Dr. Elisabeth Kowenz-Leutz, Dr. Hong Xu und Dr. Leutz ist jetzt in dem renommierten Journal Molecular Cell* (Vol. 13, 30. Januar 2004, pp. 241-250) erschienen.
Gene enthalten die Bauanleitungen für die Bau- und Betriebsstoffe des Lebens, die Proteine. Der Mensch hat schätzungsweise 30 000 bis 40 000 Gene. Damit ein Organismus reibungslos funktionieren kann, werden immer nur einige Gene gleichzeitig aktiviert, auf keinen Fall alle. Wann also welche Gene abgelesen werden oder auch nicht, ist ein fundamentaler Prozess des Lebens. Wissenschaftler nennen diesen Vorgang Genregulation. Der Prozess der Genaktivierung verläuft schrittweise und wird von Proteinen (Enzymen), die an Regulationsbereiche der zu aktivierenden Genorte binden (so genannte Transkriptionsfaktoren) ausgelöst und vorangetrieben. Ein wichtiger Regulator für den Prozeß der Genaktivierung ist das C/EBP-beta Protein.
Mehrere Komponenten sind laut Dr. Leutz an der Aktivierungskaskade von Genen beteiligt. Eine der Komponenten ist ein Enzym (Boten RNA Polymerase II). Es kann an das Erbgut, die DNA, anlagern, die Bauanleitung von Genen ablesen und in eine Boten-RNA kopieren. Eine weitere Komponente ist ein Genregulator-Protein (hier: der so genannte Transkriptionsfaktor C/EBP-beta), welches spezifisch in der Nähe bestimmter Gene bindet und die Polymerase dirigiert. C/EBP-beta steuert insbesondere solche Gene, die bei der Zellausbildung (Zelldifferenzierung) und der Zellteilung eine ausschlaggebende Rolle spielen. C/EBP-beta wird über eine Signalkette (den so genannten ras-Signalpfad oder ras-pathway) verändert, die von der Zelloberfläche bis in den Zellkern reicht, wo sich die Gene befinden. Trifft das ras-Signal schließlich auf den Transkriptionsfaktor C/EBP-beta, leitet er es an den Mediatorkomplex weiter. Der sorgt dann dafür, dass ein Gen abgelesen wird. Wird C/EBP-beta nicht verändert, wird der Mediator-Proteinkomplex nicht aktiviert und das Gen wird abgeschaltet. Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass der Mediatorkomplex die Genregulation unterschiedlich steuern kann, je nachdem ob C/EBP-beta durch die ras-Signalkette verändert wird.
*Ras Induces Mediator Complex Exchange on C/EBP-beta
Xianming Mo, Elisabeth Kowenz-Leutz, Hong Xu, and Achim Leutz
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