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Technik zur Kartierung von DNA-Bereichen

Zwischen den Genen lesen Technik zur Kartierung von DNA-Bereichen

Die Gene entscheiden über vieles in unserem Leben – welche Begabungen wir haben oder welche Krankheiten wir entwickeln. Doch im Erbgut machen Gene nur etwa zwei Prozent aus. Lange Zeit als „Junk-DNA“ abgetan, weiß man jetzt, dass auch DNA-Bereiche zwischen den Genen lebenswichtige Funktionen haben.

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Patrick Cramer

Quelle: r

Göttingen. Diese Bereiche sind Sitz eines komplexen Steuerungswerks mit Tausenden von molekularen Schaltern, die die Aktivität unserer Gene regulieren. Sind diese DNA-Bereiche verändert, kann dies die Entwicklung des Menschen stark beeinträchtigen und später im Leben zu schweren Krankheiten führen. Die regulatorischen Bereiche  lassen sich bisher allerdings nur schwer finden.

Wissenschaftlern um Patrick Cramer vom Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie in Göttingen und Julien Gagneur von der Technischen Universität München (TUM) ist es nun gelungen, eine Methode zu entwickeln, mit der sich regulatorische DNA-Bereiche aufspüren lassen, die gerade aktiv sind und Gene steuern.

Wenn regulatorische DNA-Bereiche aktiv sind, werden von ihnen zunächst RNA-Kopien erstellt. Die daraus resultierenden RNA-Moleküle werden von der Zelle rasch wieder abgebaut und lassen sich daher bislang nur schwer aufspüren. Björn Schwalb und Margaux Michel, Mitarbeiter in Cramers Team, ist es gemeinsam mit Benedikt Zacher Gagneurs Gruppe nun gelungen, eine hochempfindliche Methode zu entwickeln, mit der sich auch sehr kurzlebige RNA-Moleküle einfangen und identifizieren lassen – das sogenannte TT-Seq (für englisch: transient transcriptome sequencing).

Um die RNA-Moleküle einzufangen, verwendeten die drei Nachwuchsforscher einen Trick: Sie verabreichten den Zellen für einige Minuten ein Molekül, das als eine Art Anker wirkt. Die Zellen bauten daraufhin diesen Anker in jede RNA ein, die sie in der Versuchszeit herstellten. Mithilfe des Ankers konnten die Wissenschaftler schließlich auch die kurzlebigen RNA-Moleküle aus der Zelle herausfischen und untersuchen.

In vielen Fällen haben Forscher schon eine recht genaue Vorstellung davon, welche Gene bei einer bestimmten Krankheit eine Rolle spielen, kennen aber die daran beteiligten molekularen Schalter nicht. Die Wissenschaftler um Cramer und Gagneur hoffen, mithilfe der neuen Methode dazu beitragen zu können, wichtige Schlüsselmechanismen aufzudecken, die bei der Entstehung und dem Verlauf von Krankheiten eine Rolle spielen.  r

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