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F ORSCHEN UND PUBLIZIEREN
SCIENTIA HALENSIS 3/09
Stillgestanden!
Biologen klären Rolle eines Enzyms für die Stabilität von Genomen
C ARSTEN HECKMANN
Wenn Genome instabil werden, können Krankheiten wie Krebs entstehen. Daher ist es wichtig, Stabilitätsfaktoren zu kennen. Einer Forschergruppe
um den MLU-Biologen Professor Gunter Reuter ist es gelungen, Prozesse aufzuklären, die in Körperzellen ein Stilllegen mobiler Elemente
kontrollieren. Ihre Anschauungsobjekte: Taufliegen.
Die Farben der Fliegenaugen führten zu den entscheidenden Erkenntnissen. Abbildung: Arbeitsgruppe
Entwicklungsgenetik
Der direkte Vergleich: Tauflien-Augen – Wildtyp-Kontrolle (l., heller) und DNMT2-Mutante. In der Nähe
des Insertionsortes des white-Gens (für rote Augen notwendig) ist ein Stilllegungsmechanismus aktiv. Rote
Mutanten-Augen zeigen: Das Gen wirkt im Wildtyp an dem Mechanismus mit. Abbildung: Arbeitsgruppe
Entwicklungsgenetik
Dass Enzyme für den Organismus wichtig
sind, vermag auch ein Laie zu verstehen. Ohne
sie würden zum Beispiel wichtige Prozesse
im Stoffwechsel nicht funktionieren. Was aber
hat es mit dem DNMT2-Enzym auf sich? Eine
schwierige Frage, selbst für Biologen.
Und das, obwohl dieses Enzym evolutionär
besonders hoch konserviert ist und sowohl im
Menschen zu finden ist als auch in Amöben.
Mäusen und Fliegen. Seine Funktionsweise
stellte bislang ein Mysterium dar.
Der hallesche Entwicklungsgenetiker Gunter
Reuter und sein Team haben ein wenig Licht
ins Dunkel gebracht – und ihre Ergebnisse
inzwischen im Fachmagazin „Nature Genetics“
veröffentlicht. „In einer Zelle finden sich
bekanntlich alle Gene, die der Mensch besitzt.
Allerdings muss in jeder Zelle genau das Gen
aktiv werden, das an dieser Stelle zu diesem
Zeitpunkt gebraucht wird“, erläutert Reuter.
„Alle anderen Gene müssen stillgehalten werden.
Dafür sorgt unter anderem das DNMT2-
Enzym, indem es eine Strukturveränderung
der DNA hervorruft.“
Dass das Enzym tatsächlich die DNA-Modifizierung
kontrolliert und welche Reaktionsfolge
dabei abläuft, konnten die MLU-Forscher
erstmals nachweisen und beschreiben.
In einem kleinen Labor im Biologicum versammelten
sie dazu hunderte kleine Helferlein:
Taufliegen. Zwischen dem Säugetier-
Enzym und jenem der Drosophila (Taufliege)
gibt es nämlich nur geringe Unterschiede.
G EFLECKTE AUGEN
„In den Fliegen konnten wir das Enzym deaktivieren
und anschließend Bereiche identifizieren,
in denen normalerweise die Stilllegungen
ablaufen“, erklärt Gunter Reuter. „Wenn unter
dem Mikroskop beispielsweise gefleckte Augen
zu erkennen waren, wussten wir: In der
Nähe passiert es.“
Fällt die Reaktion zur Stilllegung aus, hat dies
enorme Konsequenzen für die Stabilität des
Genoms. „Mobile Elemente werden dann extrem
aktiv, und es gehen zum Beispiel ganze
Chromosomen verloren“, sagt Doktorand Olaf
Nickel. „Wir haben somit einen wichtigen
Einblick in die molekularen Prozesse erhalten,
die für die Stabilität der Genome höherer Organismen
verantwortlich sind.“