23. März 2017

Erstmals 3D-Strukturen des Genoms von Säugetieren beschrieben

ForscherInnen um Martin Leeb von den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien haben gemeinsam mit KollegInnen der Universität Cambridge die 3-D Struktur des Genoms von Säugetieren in einzelnen Zellen erklären können.

Die Doppelhelix der menschlichen DNA wird aus rund sechs Milliarden Basenpaaren gebildet, die in jeder Zelle enthalten sind. Die zwei Meter lange DNA muss sich um die sogenannten Histone wickeln - das sind Proteinkomplexe - um in den Zellkern zu passen. Die Chromosomen werden schlussendlich über weitere komplexe Schritte gebildet, in denen die DNA unterschiedlicheste 3D-Strukturen bildet.

Während ForscherInnen die Architektur des Zellkerns einerseits durch mikroskopische Methoden und andererseits moderne biochemische Methoden beschrieben, ermöglichten moderne bildgebende Methoden die Aufnahme von einzelnen Stammzellen, genauer gesagt haploiden embryonalen Mausstammzellen. Diese Stammzellen enthalten - im Gegensatz zu den meisten Zellen - jedes Chromosom nur in einfacher Ausführung. So konnte sichergestellt werden, dass untersuchte Interkationen auf dem tatsächlich untersuchten Chromosom stattfinden und die Genomstruktur derselben Zelle geklärt werden.

Die Differenzierung einer Stammzelle, zum Beispiel zu einer Hautzelle oder Nervenzelle, wird unter anderem auch durch Änderungen der 3D-Struktur des Genoms reguliert. "Wir haben jetzt die Möglichkeit, die Veränderung von Genomstrukturen in dynamischen Systemen wie der Stammzelldifferenzierung auf Einzelzellniveau zu untersuchen", so Martin Leeb, der im Rahmen des Vienna Research Group Programms nach von der Universität Cambridge ans MFPL kam, um hier seine eigene Forschungsgruppe aufzubauen (VRG14-006).

Die Forscher haben Ihre neusten Erkentnisse in "Nature" publiziert.

Die Visualisierung kann hier angesehen werden, mehr zu den aktuellen Ergebnissen erfahren Sie hier.

 

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