by Monica Coenraads 24. September 2015 in Research | Tags: Gail Mandel, MECP2 Consortium, Mike Linhoff
Im Kern einer jeden Zelle befinden sich circa 1,6 Meter DNA. Der Kern ist so klein, dass 10.000 von ihnen mit einer Summe von insgesamt knapp 18 Kilometern DNA in die Spitze einer Nadel passen würden. Das Video unten erklärt, wie die unvorstellbare Aufgabe des Aufwickelns von dieser Menge DNA geleistet wird.
Heute hat das Wissenschaftsmagazin Cell Forschungsergebnisse veröffentlicht, die aus dem Labor von Gail Mandel stammen und zeigen, dass das Rett-Protein MeCP2 eine Rolle dabei spielt, wie die DNA in den Zellkern gepackt wird. Dieses Forschungsprojekt wurde teilweise vom RSRT durch das MECP2-Konsortium finanziert. Mit einer Technologie namens Matrixtomographie fand das Mandel-Labor heraus, dass die DNA in Zellen, denen MeCP2 fehlt, kompakter gelagert ist.
Stärkere Kompaktheit ‚versteckt‘ Gene vor der zellulären Maschinerie, die für die Proteinproduktion gebraucht wird. Entsprechend können kompakte Gene wenig/kein Protein produzieren.
Stellen wir uns die DNA als biegsame Kette mit Genen entlang der Glieder vor. In einem komprimierten Zustand ist es schwierig für diese Gene, durch die notwendigen Moleküle erreicht zu werden, welche wiederum die Proteinproduktion ermöglichen.
Wenn die Kette aber ausgestreckt wird, werden die Gene sehr zugänglich für die Proteinproduktion.
Die Wissenschaftler haben ebenfalls herausgefunden, dass der Kompaktheitsgrad der DNA mit dem Grad des MeCP2-Bedarfs in einer gegebenen Zelle zusammenhängt. Zum Beispiel werden Zellen, die typischerweise große Mengen MeCP2 benötigen (z.B. Purkinje-Zellen) bei Kompaktheit größere Veränderungen erfahren, wenn MeCP fehlt, als Zellen, die normalerweise weniger MeCP2 benötigen (z.B. Astrozyten).
Das Video unten zeigt normale Kernkompaktheit in Purkinje-Zellen von weiblichen Mäusen auf der linken und von Mäusen mit Rett-Mutationen auf der rechten Seite.
Die Person hinter dieser Arbeit, Mike Linhoff vom Mandel-Labor, beschreibt das Video folgendermaßen: „Weiß zeigt die DNA, während Grün DNA-Sequenzen zeigt, an die MeCP2 bindet. Rot zeigt eine spezielle Proteinmodifikation, welche die Kompaktheit der DNA fördert. Fehlt MeCP2, befällt diese Kompaktheitsmodifikation die DNA-Sequenzen, an die MeCP2 normalerweise bindet.“
Gail Mandel teilt mit:
„ Die klinische Relevanz dieser Arbeit besteht darin, dass sie auf Behandlungsmethoden hinweist, welche neuronalspezifische Effekte eines MeCP2-Verlustes berücksichtigen. Eine solche Strategie, die der RSRT bereits verfolgt, ist eine Reaktivierung des stummen MECP2 auf dem inaktiven X. Andere Strategien könnten einschließen, dass Faktoren zur Titrierung von Gentherapie-geeigneten Stufen von MeCP2 in verschiedenen neuronalen Typen gefunden werden, oder dass eine medikamentös behandelbare nachgelagerte Konsequenz identifiziert wird, die in allen neuronalen Typen vorkommt.“
-Gail Mandel