Neuartiges Protein an genetischer Kontrolle beteiligt
Ein internationales Wissenschaftlerteam hat ein neuartiges Protein mit der Bezeichnung BAHD1 identifiziert, das die Chromosomenstruktur verändern kann und für das sogenannte Silencing (Ausschalten) von Genexpression verantwortlich ist. Durch die im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlichte Studie ist ein besseres Verständnis der Vorgänge zur Genregulation möglich. Die Forschungsarbeiten waren Teil des über acht Jahre laufenden und von der EU finanzierten ERA-NET-Projekts PATHOGENOMICS ("Trans-European cooperation and coordination of genome sequencing and functional genomics of human-pathogenic microorganisms"), das bis 2012 läuft und mit 3 Mio. EUR aus dem Sechsten Rahmenprogramm (RP6) unterstützt wird. 15 Partner arbeiteten gemeinsam an dem Forschungsprojekt, darunter das Institut Pasteur in Paris, das französische Nationale Zentrum für wissenschaftliche Forschung CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), das französische Nationale Institut für agronomische Forschung INRA (Centre National de la Recherche Agronomique) und das Forschungszentrum Jülich in Deutschland. Tumorzellen entwickeln sich aufgrund einer genetischen Veränderung und damit aufgrund der chemischen Zusammensetzung einer Zelle. Dank der Erforschung der embryonalen Entwicklung wurde einer dieser Stoffwechselwege zum Krebs entdeckt. Bei Erwachsenen müssen Zellen zur Gesunderhaltung von Geweben und Organen erneuert werden. Der Embryo hingegen muss all seine Organe erst einmal vollständig entwickeln. Offenbar liegt der Schlüssel für das Wachstum eines Tumors im Erwachen Genen, die nur im Embryo aktiv sind. Mithilfe der Genexpression exprimieren Gene ihren ureigenen genetischen Code. Alle Zellen haben identische Gensätze, aber jeder Zelltyp kann normalerweise nur die unmittelbar für seine eigene Funktion bestimmten Gene nutzen. Manchmal funktioniert dieses System nicht richtig, wodurch pathologische Genvarianten exprimiert werden, die zu genetischen Defekten oder Tumorerkrankungen führen können. Alle Zellen in allen Organismen - beim Menschen, bei Pflanzenblüten, Bäumen oder Tieren - haben die gleichen Sätze an genetischer Information, aber sie wird in vielfältiger Weise exprimiert. Beispielsweise bestehen Haut, Haar und Zähne von Menschen alle aus verschiedenen Geweben und dennoch erfüllen die Gene, die die Verschlüsselungsinformation zur Bildung dieser Bestandteile des menschlichen Körpers liefern, die gleiche Aufgabe. Die Ursachen für die Bildung solch unterschiedlicher Bestandteile des Körpers aus der gleichen genetischen Codierung sind, dass jeder Zelltyp nur einen kleinen Satz an Genen aktiviert, also jeder einzelne einzigartig ist. Zellen wählen aus, welche Gene aktiviert werden sollen, indem sie die Struktur der Substanz Chromatin regulieren, einem aus Protein- und DNA-Strängen bestehenden genetischen Material, aus dem unsere Chromosomen bestehen. Chromatinstränge können in dichten Ansammlungen angeordnet sein und so die Gene ausschalten, oder sie können lockerer gepackt sein und damit die Gene aktivieren. Deswegen ist die Identifizierung der regulierenden Faktoren für die Chromatinstruktur so wichtig. Wenn die Struktur verändert wird, kann es zu neurologischen Störungen, Krebs oder Entwicklungsanomalien kommen. Die Entdeckung von BAHD1 durch das Forschungsteam ist ein Schritt in die richtige Richtung. Ist dieses in einer Zelle vorhanden, wird das Gen IGF2 ausgeschaltet, das vor allem während der embryonalen Entwicklung aktiv ist. Das Gen IGF2 (insulin-like growth factor 2) ist an der embryonalen Entwicklung beteiligt und bei gesunden Erwachsenen normalerweise nicht aktiv. Es wird jedoch bei vielen Krebsarten aktiviert und verursacht so die Proliferation von Zellen, die zur Tumorbildung führen kann. "Die Entdeckung des BAHD1-Komplexes trägt zum Verständnis der Regulierungsvorgänge für Gene in Zellen unseres Körpers bei", konstatierte Dr. Marion Karrasch-Bott vom deutschen Forschungszentrum Jülich, das PathoGenoMics koordiniert. "Solche Erkenntnisse könnten zu neuen Therapien gegen Krebs führen, die auf das erneute Ausschalten nicht richtig aktivierter Gene ausgerichtet sind oder zu neuen Prognosemarkern."