Genregulation: Profiling auf Translationsebene

6. Juli 2015
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Eine neue Technik ermöglicht es, bei der Genregulation auf Translationsebene zu beobachten, wie RNA-Sequenzen in Proteine umgewandelt werden. Die Betrachtung von Herz- und Lebergenen ergab, dass diese hauptsächlich während der Translation reguliert werden.

Wird ein Gen abgelesen, wird sein in der Sprache der DNA enthaltener Bauplan für Proteine im Zellkern in RNA umgeschrieben. „Auf dieser Ebene erkennt man viele aber bei weitem nicht alle individuellen Unterschiede in der Genregulation“, erläutert Prof. Norbert Hübner, Seniorautor der Publikation und Leiter der Forschungsgruppe Medizinische Genomforschung und Genetik von Herz-Kreislauferkrankungen im Max-Delbrück-Centrum. Man untersuchte deshalb die Genregulation auf der nächsten Ebene, der Translation. Bei der Translation wird die RNA-Sequenz in Aminosäuresequenzen übertragen und in den Ribosomen zu Proteinen zusammengebaut.

Zunächst durchforsteten die Wissenschaftler das komplette Genom zweier Rattenstämme, – ein Stamm hatte Bluthochdruck, der andere nicht – und schauten sich dort speziell die Gene von Herz- und Lebergewebe an. Dann setzen sie eine neue Technik ein, die als Ribosomal-profiling bezeichnet wird, kurz Ribo-seq. Sie ermöglicht es festzustellen, welcher Anteil an RNA tatsächlich in Protein umgesetzt wird. Das Ergebnis: bei der Translation hatten sie fast doppelt so viel unterschiedlich angeschaltete Herz- und Lebergene erfasst, wie bei der Transkription. Anschließend verglichen sie diese Daten mit den entsprechenden Genen des Menschen in genomweiten Assoziierungsstudien. Hier zeichnet sich ab, dass offenbar viele Herz- und Lebergene des Menschen hauptsächlich während der Translation reguliert werden. Die Forscher sind davon überzeugt, dass das Erfassen individueller Unterschiede bei der Translation neue Einblicke in die Genregulation von Erkrankungen ermöglicht.

Originalpublikation:

Translational regulation shapes the molecular landscape of complex disease phenotypes
Norbert Hübner et al.; Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms8200; 2015

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Forschung, Kardiologie, Medizin

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