MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt A
Zell- und Tumorbiologie
Abteilung Molekularbiologie der Zelle II (A030)
Leiterin: Prof. Dr. rer.nat. Ingrid Grummt
Wissenschaftler
PD Dr. Renate Voit
Dr. Sebastian Iben (bis 2/02)
Dr. Raffaela Santoro
Dr. Christine Mayer (3/02-)
Dr. Yonggang Zhou (10/02-)
Doktoranden
Xuejun Yuan (-3/02)
Jian Zhao
Junwei Li
Kerstin Schmitz (02/03-)
Holger Bierhoff (02/03-)
Technische Assistenten
Bettina Dörr
Urs Hoffmann-Rohrer
Nadine Wagner
Die Abteilung “Molekularbiologie der Zelle II” untersucht
die molekularen Mechanismen, die Zellwachstum und
Genregulation koordinieren. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten
liegt daher in der Aufklärung der komplexen
Vorgänge, über die äußere Signale in den Zellkern
gelangen und dort Genaktivitäten steuern. Dies erfordert
die funktionelle Charakterisierung von Transkriptionsfaktoren,
die Aufklärung der Signalübertragungswege,
die Genexpression in Abhängigkeit vom physiologischen
Zustand der Zellen bzw. während des Zellzyklus regulieren
sowie die epigenetischen Kontrollmechanismen,
dieGenaktivitäten steuern. Derartige Untersuchungen
sind die Voraussetzung für das Verständnis der Prozesse,
die kontrollierte Genexpression außer Kraft setzen und
somit ursächlich für maligne Entartung und eine Vielzahl
genetischer Krankheiten verantwortlich sind.
(www.dkfz-heidelberg.de/polymeraseI/mainpage.htm)
Abteilung A030
Molekularbiologie der Zelle II
Die Aufklärung der molekularen Mechanismen, die das Anund
Abschalten einzelner Gene bzw. ganzer Genfamilien
regulieren, steht seit Jahren im Zentrum molekularbiologisch
orientierter Krebsforschung. Eine effektive Steuerung der
Aktivität verschiedener Gene während zellulärer Entwicklungs-
und Differenzierungsprozesse setzt das Vorhandensein
äußerst wirksamer Kontrollmechanismen voraus, die
die Genexpression regulieren und somit die Synthese verschiedener
zellulärer Proteine dem Bedarf der Zelle anpassen.
Die vielfältigen Regulationsvorgänge werden durch
extrazelluläre Signale eingeleitet und koordiniert. Bei vielzelligen
Organismen spielen dabei durch Zell-Zell-Kontakte
vermittelte Signale, aber auch extrazelluläre Faktoren eine
wichtige Rolle. Fallen bestimmte Signalübertragungswege
oder Steuerungszentralen aus, erleidet die Zelle meist irreversible
Schäden, die entweder zum Zelltod oder aber zur
Verwandlung in eine Krebszelle führen. Für die experimentelle
Analyse der Transkriptionskontrolle bei der Regulation
komplexer biologischer Vorgänge sind besonders solche
Systeme interessant, bei denen Genaktivitäten in Abhängigkeit
von der Vermehrungsrate der Zellen positiv oder
negativ beeinflußt werden. Dies geschieht, indem die Aktivität
bestimmter Proteine verändert wird, die für die Umschreibung
der in den Genen verschlüsselten Information
erforderlich sind. Auf dieser Weise wird eine Feinregulation
der Transkription definierter Gene erreicht, die es der Zelle
ermöglicht, auf eine Vielzahl von Umwelteinflüssen rasch
und wirksam zu reagieren. Ein geeignetes Untersuchungsobjekt
für die Aufklärung der molekularen Mechanismen,
die Genaktivität und Zellwachstum miteinander koppeln,
stellen die Gene dar, die für ribosomale RNA kodieren. Diese
Gene werden von RNA Polymerase I (Pol I) transkribiert
und stellen die aktivsten Transkriptionseinheiten der Zelle
dar. Ihre Aktivität fluktuiert in Abhängigkeit von zellulärem
Wachstum und Differenzierung. Der Schwerpunkt unserer
Forschungsarbeiten liegt auf der Aufklärung der komplexen
Vorgänge, über die äußere Signale in den Zellkern gelangen
und dort Genaktivitäten steuern. Dies schließt zum
einen die Identifizierung sowie funktionelle Charakterisierung
der Proteine ein, die für Gen-Erkennung und
Transkripition notwendig sind, zum anderen die Aufklärung
der Signalübertragungswege, die für die Modulation von
Genaktivitäten in Abhängigkeit vom physiologischen Zustand
der Zellen verantwortlich sind.
Genregulation durch Wachstumsfaktoren
C. Mayer, X. Yuan, J. Zhao
In Zusammenarbeit mit H. Zentgraf (DKFZ), M. Frödin (Glostrup,
Dänemark)
Die Gene, die für ribosomale RNA kodieren, werden von
RNA Polymerase I (Pol I) transkribiert und stellen die aktivsten
Transkriptionseinheiten der Zelle dar. Ihre Aktivität
fluktuiert in Abhängigkeit von zellulärem Wachstum und
Differenzierung. Die Wachstums-abhängige Regulation der
rRNA Synthese wird durch den basalen TIF-IA vermittelt.
Die Aktivität von TIF-IA korreliert mit dem physiologischen
Zustand der Zelle, d.h. TIF-IA aus exponentiell wachsenden
Zellen weist eine hohe Transkriptionsaktivität auf,
während TIF-IA aus Wachstums-arretierten Zellen praktisch
inaktiv ist. Die molekularen Mechanismen, die die Aktivität
dieses mit RNA Polymerase I-assoziierten Transkriptions-
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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