JAHRESBERICHT 2000/2001 - Fritz Thyssen Stiftung

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MEDIZIN UND NATURWISSENSCHAFTEN
sung dieses evolutiv alten Stoffwechselweges an komplexe Stoffwechselvorgänge
im Menschen demonstriert.
Im Berichtszeitraum wurden folgende Publikationen veröffentlicht:
Reiss, J., et al.: A mutation in the gene for the neurotransmitter receptor-clustering
protein gephyrin causes a novel form of molybdenum
cofactor deficiency. – In: Am. J. Hum. Genet. 68. 2001.
S. 208–213.
Schwarz, G., et al.: The molybdenum cofactor biosynthetic protein
Cnx1 complements molybdate-repaireable mutants, transfers
molybdenum to the metal binding pterin, and is associated with
the cytoskeleton. – In: Plant Cell. 12. 2000. S. 2455–2472.
Prof. A. E. Kulozik, Klinik für Allgemeine Pädiatrie, und Dr. G. Neu-
Yilik, Labor für Pädiatrische Molekularbiologie, Charité, Humboldt-
Universität Berlin, erhielten Fördermittel zur Untersuchung der Molekularen
Pathogenese des rezessiven Vererbungsmodus der �-Thalassämie:
Mechanismen des Nonsense-Mediated-mRNA-Decay, der
�-Globulin-mRNA.
Nonsense-Codons sind häufige Ursachen genetischer Erkrankungen,
so auch der beta-Thalassämie, mRNAs mit solchen Codons werden
vom „Nonsense-mediated mRNA Decay“ (NMD) erkannt und
degradiert. Dabei handelt es sich um einen phylogenetisch stark
konservierten Mechanismus, der auf posttranskriptioneller Ebene
zur Qualitätskontrolle der Genexpression beiträgt und verhindert,
dass verkürzte Proteine Schaden in der Zelle anrichten. In einer
früheren Studie konnte Prof. Kulozik zeigen, dass Spleissen der prämRNA
und Protein-Translation für den NMD der beta-Globin mRNA
notwendige Parameter sind. Die durch das Spleissen entstehenden
Exon-Exon-Verbindung dient als Referenzpunkt, um ein Stop-Codon
als Nonsense-Codon zu identifizieren. Prof. Kulozik und Dr. Neu-Yilik
benutzten jetzt erneut das humane beta-Globin-Gen, um die genaue
Rolle von Spleissen und Polyadenylierung im humanen NMD
zu untersuchen. Sie konnten zeigen, dass das Spleissen der PrämRNA
nicht nur notwendig, sondern unverzichtbar ist. Nonsensemutierte
beta-Globin mRNAs, die in einem Zellkultursystem von einem
artifiziell intronlosen Gen exprimiert wurden, sind immun gegen
NMD. Führt man jedoch ein Intron in die 3’ untranslatierte Region
eines solchen Gens in ausreichendem Abstand vom physiologischen
Terminationscodon ein, so wird dieses Terminationscodon als
Nonsensecodon interpretiert und die mRNA degradiert. Dies zeigt
nicht nur, dass Spleissen der mRNA notwendig ist, sondern auch,
dass es auf der beta-Globin mRNA keine weiteren (exonischen) Sequenzen
gibt, die in Abwesenheit von Introns eine nonsense-mutierte
mRNA dem NMD zuführen könnten. Des weiteren konnte gezeigt
werden, dass die räumlichen Erfordernisse für die Funktion des
humanen NMD wesentlich weniger restriktiv sind als in der Hefe, einem
häufig verwendeten Modellorganismus zur Erforschung des
NMD. In der Hefe kann ein Stopcodon nur dann als Nonsense-Codon
Thalassämie