Medizin-Nobelpreis an US-Trio für Erforschung der Chromosomen-Schutzkappen

Die US-Wissenschaftler Elizabeth Blackburn, Carol Greider und Jack Szostak werden mit dem 100. Nobelpreis für Medizin geehrt.

Die US-Forscherin Elizabeth Blackburn ist eine der drei Medizin-Nobelpreisträger 2009. Sie entdeckte die Telomerase, ein Enzym das die Chromosomenenden stabilisiert.Quelle: University of California

Sie haben ein spezielles Enzym entdeckt, die Telomerase, die die lebenslange Stabilität des menschlichen Erbguts garantiert. Die Arbeiten der Preisträger hätten fundamentale Bedeutung für das Verständnis von zellulären Alternsprozessen, für die Krebsmedizin und die Stammzellforschung, teilte das Karolinska Institut am 5. Oktober mit.

Die in Australien geborene Elizabeth Blackburn (60) von der University of California in San Francisco, Carol Greider (48) von der Johns Hopkins School of Medicine in Baltimore und der in Großbritannien geborene Jack Szostak (56) von der Harvard Medical School in Cambridge erhalten den Nobelpreis für die Erforschung der Endregionen der Chromosomen. Diese sogenannten Telomere sind wichtig für die Stabilität der DNA bei jeder Zellteilung. Entscheidend in ihrem Aufbau beeinflusst werden die Telomere durch das Enzym namens Telomerase. Die Forscher hatten das Enzym in den 1980er Jahren entdeckt.

Die Telomerase sorgt dafür, dass die Chromosomenenden nicht bei jeder Zellteilung verkürzt werden. Bei der Verdoppelung der Erbgutinformation stößt die Zelle am Ende der Chromosomen, den Telomeren, an ihre Grenzen - ein Stück am Ende des DNA-Stranges kann vom Kopierapparat der Zelle nicht vervielfältigt werden. Die Telomere werden daher bei jeder Zellteilung ein Stückchen kürzer, die Anzahl der Teilungen einer Zelllinie ist somit begrenzt. Forscher vermuten, dass die stückweise Verkürzung der Telomere ein Grund für Alterungsprozesse sind.

In einem Einzeller entdeckten Blackburn und Greider das Enzym Telomerase, das die Telomere der Chromosomen wieder verlängert. Auch bei vielzelligen Organismen wurde es nachgewiesen. Es ist vor allem in Zellen stark aktiv, die sich häufig teilen, wie beispielsweise Haarfollikelzellen, Zellen der Keimbahn und embryonalen Stammzellen - aber auch Krebszellen haben erhöhte Konzentrationen von Telomerase.

In gewöhnlichen Körperzellen ist das Enzym allerdings kaum aktiv. Forscher glauben daher, dass die Verkürzung der Telomere nach jeder Zellteilung eine Art biologische Lebenszeit-Uhr sein könnte. Entartete Krebszellen, die sich unbegrenzt teilen können, haben diesen Alterungsmechanismus durch die starke Aktivierung der Telomerase offenbar umgangen und sind daher potentiell unsterblich. Telomerase gilt daher als Schlüsselenzym für das Verständnis von Alterungsprozessen und Krebserkrankungen.

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Die wichtigsten Nachrichten aus der Biotech-Branche

• Neues Zentrum für Alternsforschung in Jena
• Resistente Moskitos könnten bei der Bekämpfung von Malaria helfen
• BASF und CSM kooperieren bei Bio-Bernsteinsäure
• Hochsicherheits-Screeninglabor für Infektionsforscher in Berlin eingeweiht
• Duisburger Forscher sind Wanderbewegungen der Zelle auf der Spur

Neues Zentrum für Alternsforschung in Jena

Wie sanfter Stress Menschen und Tiere gesund altern lässt, wird künftig in Jena systematisch erforscht.

Am neuen "Jena Centre for Systems Biology of Ageing (JenAge)" haben am 1. Oktober zehn Forschergruppen ihre Arbeit aufgenommen. JenAge konnte sich in der Förderinitiative "Systembiologie für die Gesundheit im Alter-GerontoSys" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) durchsetzen. Wohl auch deshalb, weil das Thema Altern hochaktuell ist.

"Nothobranchius furzeri" lebt nur drei Monate und ist deshalb ein Liebling der Alternsforscher.Quelle: FLI

Weltweit steigt die Lebenserwartung, in Deutschland hat sie sich in den letzten zwanzig Jahren um 2,5 bis 3,5 Monate pro Jahr erhöht. Frauen werden so im Durchschnitt 82,4 Jahre alt, Männer haben eine Lebenserwartung von 77,2 Jahren. Die immer älter werdende Gesellschaft ist eine begrüßenswerte Errungenschaft der Moderne, aber auch eine Herausforderung an Gesundheitssystem und Medizin. Die biologischen Prozesse des Alterns besser zu verstehen, wird immer wichtiger.

An dem für zunächst 3 Jahre geförderten JenAge-Zentrum sind unter Federführung des ebenfalls in Jena ansässigen Leibniz-Instituts für Alternsforschung (Fritz-Lipmann-Institut FLI) verschiedene Projektgruppen der Universität und des Universitätsklinikums Jena sowie des Leibniz-Insituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie beteiligt. Das Motto von JenAge lautet "Systembiologie von mildem Stress beim gesunden Altern - ein Multi-Spezies-Ansatz". Dahinter verbergen sich Projekte zur Alternsforschung an verschiedenen Modellorganismen mit dem Ziel, Alternsprozesse in ihrer Gesamtheit und in komplexerer Form als bisher zu studieren.
Es soll der Einfluss von kleinen Störungen ("milder Stress") auf die Organismen untersucht werden. Die Forscher vermuten, dass sanfter Stress in Zellen, Geweben und Organen eigene Selbstheilungskräfte aktivieren könnte. Damit würde Alterungsprozessen vorgebeugt. Studienobjekte der Jenaer Forscher sind der Fadenwurm C.elegans, der kurzlebige Fisch Nothobranchius furzeri, der Zebrafisch, Mäuse sowie menschliche Zellen und Gewebe. In allen Fällen sollen die durch milden Stress ausgelösten Reaktionen entdeckt und in Computersimulationen miteinander verglichen werden. Außerdem ist geplant, eine große Daten- und Literaturdatenbank zum Thema Altern am JenAge-Centrum aufzubauen.

Zur Webseite des FLI: hier klicken

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• Medizin-Nobelpreis an US-Trio für Erforschung der Chromosomen-Schutzkappen
• Resistente Moskitos könnten bei der Bekämpfung von Malaria helfen
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• Duisburger Forscher sind Wanderbewegungen der Zelle auf der Spur

Resistente Moskitos könnten bei der Bekämpfung von Malaria helfen

Stechmücken, die Malaria übertragen, könnten künftig zur Bekämpfung der verheerenden Krankheit eingesetzt werden.

Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler des Straßburger Forschungsinstituts INSERM und des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg. Die Studie wurde im Wissenschaftsmagazin Science (2.Oktober 2009, Bd.326, S.147-150) veröffentlicht. Fast eine Million Menschen sterben jedes Jahr an Malaria. Die Hälfte der Opfer sind Kinder unter fünf Jahren. Jährlich erkranken weltweit rund 250 Millionen Menschen an dem Sumpffieber. Der Malaria-Erreger wird durch den Stich weiblicher Mücken der Gattung Anopheles übertragen. Die Parasiten können sich nur vermehren, wenn sie einen Teil ihres Lebens in der Mücke verbringen und einen Teil im menschlichen Körper. Da es keinen Impfstoff gibt, sollen vor allem Mückenbekämpfungsprogramme die Ausbreitung der Krankheit durch die Insekten eindämmen. Doch offenbar könnten die Mücken selbst helfen, dem Erreger den Garaus zu machen. Einige der Moskitos (Anopheles gambiae) sind resistent gegen den Malaria-Parasit: Sie töten ihn im eigenen Darm ab. Der deutsch-französischen Forschergruppe ist es nun gelungen, ein einziges Gen dingfest zu machen, das einige Mücken resistent gegen den Malaria-Erreger macht.

Offenbar unterscheiden sich die Überträger-Mücken von den resistenten Tieren in ihren Versionen des Gens TEP1 voneinander. Nun könne erkundet werden, in welchen Regionen die resistenten Mücken leben, erläuterte Lars Steinmetz vom EMBL. Anschließend könnten gezielt nur die Übertrager-Mücken bekämpft und die resistenten verschont werden. Letztere könnten sich, so die Hoffnung, dann ausbreiten und die Malaria-Überträger verdrängen. Selbst das Züchten vom resistenten Moskitos sei denkbar.

Eine weitere Strategie wäre, das Immunsystem aller Moskitos der Gattung anzukurbeln, so dass sie nicht mehr vom Malaria-Parasiten infiziert werden können. Eine solche Möglichkeit beschreibt ein britisches Forscherteam in der gleichen Ausgabe von Science (2.Oktober 2009, Bd.326, S.147-150). Demnach bringt eine Infektion mit dem Bakterium Wolbachia das Abwehrsystem der Stechmücken derart auf Touren, dass eindringende Malaria-Parasiten attackiert werden und keine Überlebenschance haben.

Mehr Informationen zur Malariaforschung am EMBL: hier klicken

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• Neues Zentrum für Alternsforschung in Jena
• BASF und CSM kooperieren bei Bio-Bernsteinsäure
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BASF und CSM kooperieren bei Bio-Bernsteinsäure

Der Chemiekonzern BASF und das niederländische Unternehmen CSM kooperieren künftig bei der Produktion biotechnologisch hergestellter Bernsteinsäure.

Wie die BASF am 30. September mitteilte, wollen die beiden Tochterunternehmen BASF Future Business GmbH und PURAC bereits ab dem nächsten Jahr mit der Großproduktion der wichtigen Basischemikalie beginnen.

Bald wollen BASF und CSM den Industrie-Grundstoff Bernsteinsäure nicht mehr chemisch, sondern biologisch herstellen.Quelle: BASF

Bernsteinsäure ist ein wichtiger chemischer Grundbaustein für die Herstellung von Kunststoffen, Textilien und Lösungsmitteln. Aus der organischen Säure lassen sich neuartige Produkte wie biologisch abbaubare Kunststofffolien oder elastische Textilfasern entwickeln. Bisher wird Bernsteinsäure in einem recht aufwendigen und ineffizienten Verfahren hergestellt, das auf der Verarbeitung von Erdöl basiert. Bernsteinsäure lässt sich jedoch auch durch die Umwandlung von Zuckern mit Hilfe von Bakterien-Enzymen gewinnen. Dieses Verfahren ist derzeit noch nicht im Großmaßstab einsetzbar, verspricht aber zwei Vorteile: Nachhaltigkeit und Effizienz.Laut Unternehmensangaben hat die verhältnismäßig günstige Bernsteinsäure das Potenzial, als Ausgangsstoff für zahlreiche Folgeprodukte zu dienen. Mit der Zusammenarbeit von BASF und CSM könnten die Produktionskosten von Bernsteinsäure auf ein wettbewerbsfähiges Niveau für zahlreiche neue Anwendungen gebracht werden.

Experten sprechen dem Markt für wirtschaftlich produzierte biobasierte Bernsteinsäure ein großes Wachstumspotential zu. Danach könnte der derzeitige Jahresbedarf von rund 15.000 Tonnen pro Jahr mittelfristig auf mehrere hunderttausend Tonnen jährlich anwachsen und damit zum Milliardengeschäft werden.
Die BASF erforscht das biobasierte Herstellungsverfahren in Deutschland bereits zusammen mit der Technischen Universität Braunschweig. Dieses Projekt am Institut für Bioverfahrenstechnik wird im Rahmen der Initiative "Bioindustrie 2021" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die Wissenschaftler fahnden bei Mikroorganismen nach Stoffwechselwegen, die diese beim Abbau von Pflanzenmaterial zu Bernsteinsäure einsetzen. Weiterhin werden Mikroben gentechnisch verändert, um die Ausbeute und die Produktivität anzukurbeln.

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Hochsicherheits-Screeninglabor für Infektionsforscher in Berlin eingeweiht

Am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin wurde am 29. September das erste akademische Hochdurchsatzlabor der biologischen Sicherheitsstufe 3 eingeweiht.

Die Berliner Infektionsforscher um Thomas Meyer wollen damit vor allem bakterielle Hochrisiko-Stämme dahingehend analysieren, welche Faktoren in den menschlichen Wirtszellen für ihr Überleben und Vermehrung wichtig sind.

Im neuen Screeninglabor des MPI für Infektionsbiologie können hochgefährliche Keime im Hochdurchsatz analysiert werden.Quelle: Dr. Peter Braun/MPI für Infektionsbiologie

Geplant sind Projekte mit Erregern von Typhus, Pest oder Tuberkulose. Finanziert wird die Anlage im Rahmen des ERA-NETs PathoGenoMics. Das transnationale Netzwerk "Era-Net PathoGenoMics" wurde im Jahr 2004 ins Leben gerufen und ist eines von etwa 80 Era-Net-Verbünden in Europa, die der Fragmentierung des europäischen Forschungsraumes entgegenwirken wollen. Das Era-Net PathoGenoMics wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zusammen mit einer Gruppe von Forschungsministerien und Förderagenturen aus zehn Ländern initiiert, um die Genomforschung an krankheitsauslösenden Mikroorganismen (Pathogenomik) in Europa voranzutreiben. Finanziert werden die Gruppen von ihren jeweiligen Herkunftsländern, die EU hilft bei der transnationalen Vernetzung. 2007 wurden in einer ersten Förderrunde 12 Projekte bewilligt, Meyers Arbeitsgruppe wurde damals als eines von vier Projekten unter deutscher Koordination ausgewählt (mehr..).

Inhaltlich geht es den Infektionsbiologen dabei um eine Funktionsanalyse des menschlichen Genoms bei bakteriellen Infektionen. Viele Erkrankungen, die beim Menschen durch Bakterien verursacht werden, haben ihren Ursprung nämlich nicht nur auf der Seite der Mikroorganismen: Bisherige Untersuchungen konnten zeigen, dass die jeweils befallenen Wirtszellen bestimmte Faktoren bereitstellen, die für die Vermehrung der Bakterien absolut notwendig sind. Darüber hinaus setzen sie in den infizierten Zellen mitunter Prozesse in Gang, die eine Zerstörung des angrenzenden Gewebes überhaupt erst einleiten und somit die eigentliche Erkrankung ausmachen. Die Berliner Infektionsforscher wollen nun herausfinden, welche menschlichen Gene bei Infektionen mit pathogenen  Bakterien am wichtigsten sind – und nutzen dabei die RNA-Interferenz, mit der sich einzelne Gene gezielt ausschalten lassen und deren Entdeckung im Jahr 2006 mit einem Nobelpreis geehrt wurde. Schon jetzt führen sie funktionelle RNAi-Screens im Hochdurchsatz durch, mussten sich bislang aber auf Erreger der Sicherheitsstufe 2 begrenzen. Die neue Anlage, deren offizielle Eröffnung im Beisein von Robert-Koch-Präsident Jörg Hacker sowie seines nun pensionierten Vorgängers Reinhard Kurth stattfand, eröffnet nun ganz neue Potenziale – nicht nur bei bakteriellen, sondern auch bei viralen Infekten. So wurden inzwischen auch erste RNAi-Screens mit Influenzaviren des Typs H1N1 und H5N1  durchgeführt, die interessante Kandidaten auf Wirtszellseite hervorgebracht haben. In diesen Ergebnissen sehen die Forscher die Basis für ganz neue therapeutische Angriffspunkte.

Mehr Informationen zum MPI für Infektionsbiologie: hier klicken

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