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Epigenetische Informationen

Präziserer Blick auf die Entstehung von Krankheiten

04.10.2017
Zellkern einer menschlichen Zelle mit den Komponenten des Detektionssystems. Die gelben Punkte zeigen DNA-Methylierung an den untersuchten Regionen des Genoms an. Im oberen Teil des Bildes ist das Detektorsystem schematisch dargestellt. (Abb.: Universität Stuttgart / IBTB)

Stuttgarter Forscher präsentieren ein neues Verfahren zur Untersuchung epigenetischer Informationen an lebenden Zellen.

Der Forschungsgruppe von Prof. Albert Jeltsch am Institut für Biochemie und Technische Biochemie der Universität Stuttgart ist es erstmals gelungen, epigenetische Informationen des Erbguts an lebendigen Zellen auszulesen. Dies wird es ermöglichen, die Entstehung von Krankheiten und andere biologische Entwicklungsprozesse besser zu verstehen und neue Therapieansätze zu entwickeln. Über die Arbeit berichtete die Fachzeitschrift "Nature Communications".

Bisher konnte die Veränderung epigenetischer Informationen jedoch nur in mehreren Stufen an Zellproben untersucht werden, die dabei zerstört wurden. Dies ist deshalb von Nachteil, weil so Entwicklungsprozesse nur punktuell erfasst werden und die einzelnen Zellproben zudem unterschiedliche Merkmale aufweisen können.

Mit der von Jeltschs Gruppe entwickelten Methode zur Analyse epigenetischer Informationen an lebenden Zellen sind nun erstmals durchgehende Untersuchungen an derselben Zelle möglich. Das Verfahren beruht auf der spezifischen Bindung von Ankermolekülen im Genom, kombiniert mit der Erkennung von epigenetischen Signalen durch Leseproteine. Wenn diese Signale an einem bestimmten Ort vorhanden sind, binden beide Elemente dicht beieinander. Es kommt zur Aktivierung eines Fluoreszenzproteins, das in entsprechenden Fluoreszenzmikroskopen aufgespürt werden kann.

Mit der neuen Methode können Entwicklungsprozesse in Zellen über längere Zeiträume und in verschiedenen Zellbereichen deutlich präziser beobachtet werden“, erklärt Jeltsch. „Dies eröffnet neue Möglichkeiten, die Reprogrammierung von epigenetischer Information während der Entwicklung von Organismen und auch bei der Entstehung von Krankheiten zu verfolgen.“ Profitieren könnte davon neben der Grundlagenforschung zum Beispiel die Tumortherapie. 

 

Zellkern einer menschlichen Zelle mit den Komponenten des Detektionssystems. Die gelben Punkte zeigen DNA-Methylierung an den untersuchten Regionen des Genoms an. Im oberen Teil des Bildes ist das Detektorsystem schematisch dargestellt. (Abb.: Universität Stuttgart / IBTB)