Wiener Wissenschaftler entdecken 3. Teil des Histon-Codes

Verpackung der DNA sorgt für fehlerlosen Ablauf der Zellteilung

Wien (pte026/11.08.2000/14:00)

Das richtige Funktionieren des Erbgutes in den Zellen hängt entscheidend von ihrer Verpackung ab. Wissenschaftlern des Instituts für Molekulare Pathologie (I.M.P) der Universität Wien http://www.imp.univie.ac.at ist ein Durchbruch in der Erforschung dieser Mechanismen gelungen. Das Team um Thomas Jenuwein http://www.imp.univie.ac.at/groups/res.html hat mit dem Methyltransferase-Enzym den dritten Bestandteil des so genannten Histon-Codes entdeckt. Dieser Code reguliert die Verpackung der DNA im Zellkern. http://www.nature.com

Die DNA liegt nicht als nacktes Riesenmolekül im Zellkern, sondern ist eng mit schützenden Proteinen, den Histonen, vergesellschaftet. Enzyme können die Histone so verändern, dass ihre räumliche Struktur beeinflusst wird. Je nach Art dieser Beeinflussung ermöglicht die Verpackung das Ablesen von Informationen oder verhindert sie.

Der dritte Teil des Histon-Codes dürfte für die Gewichtung bzw. Aktivierung unterschiedlicher DNA-Abschnitte verantwortlich sein. Die jetzt entdeckten Methyltransferasen führen zu einer Verdichtung in der Verpackung der DNA. Das bedeutet, dass das Erbgut an diesen Stellen der DNA sehr gut geschützt ist und daher kaum aktiviert werden kann. Im Extremfall werden ganze Chromosomen für immer stillgelegt, wie zum Beispiel das inaktive X-Chromosom der Frau.

Jede Zelle des Organismus verfügt prinzipiell über den selben Inhalt. Entscheidend ist, welcher Teil der genetischen Informationen aktiviert wird. Beim Ablesen der Erbsubstanz während der verschiedensten Stoffwechselvorgänge von Zellen erfolgt die Auswahl der relevanten Informationen durch Enzyme, die auf die Histone Einfluss nehmen.

1996 entdeckte der Wissenschaftler David Allis von der University of Virginia http://www.virginia.edu mit der Histonacetyltransferase das erste dieser Enzyme. Acetyltransferasen hängen an die Histone kleine Molekülgruppen, so genannte Acetylreste an. Die Folge ist eine Öffnung der DNA-Verpackung, die das Ablesen der enthaltenen Informationen ermöglicht. Díese Öffnung macht die weniger stark verpackten Abschnitte labiler und anfälliger für Beschädigungen. Derartige Veränderungen können Auslöser von Tumorerkrankungen sein.

Kürzlich wurde mit den Kinasen die zweite Enzymgruppe entdeckt, die auf die Histone wirkt. Die Kinasen hängen Phosphatreste an die Trägereiweiße für die DNA an. Dem Team Jenuweins ist es jetzt gemeinsam mit dem Bioinformatiker Frank Eisenhaber (I.M.P) gelungen, die Hypothese von Allis zu bestätigen, dass es im Informationssystem der Zellen nicht nur den genetischen Code gibt. Beim Histon-Code handelt es sich um einen zweiten übergelagernden Code, der gewichtet, welche Informationen für eine Zelle aktuell von Bedeutung sind.

Jenuwein erklärte gegenüber pressetext.austria, dass mit dem 3.Teil die prominentesten Teile des Histon-Codes jetzt bekannt seien. Die Umsetzung der Forschungsergebnisse in der angewandten Forschung biete sich an. So könnten durch eine Steigerung der Enzymaktivität normale Zellen während einer Chemotherapie besser geschützt werden. Eine Verringerung der Enzymaktivität schwäche Tumorzellen und ermögliche so ihre raschere Abtötung. (Ende)