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Glanzlicht biomedizinischer Forschung - Mai 2011

Genomaktivität von Sehzellen entschlüsselt

Stäbchen und Zapfen der Netzhaut sind hochspezialisierte Lichtsinneszellen. Für ihre Funktion benötigen sie eine besondere Ausstattung mit Sehfarbstoffen, Enzymen und Stützproteinen. Bisher war unklar, wie das koordinierte Ablesen der entsprechenden Gene gesteuert wird. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des Instituts für Humangenetik hat nun das Zellkernprotein CRX ("Cone Rod Homeobox") als Schlüsselfaktor des Netzhautgenoms identifiziert.

Genetische Defekte in Proteinen von Stäbchen- und Zapfenzellen sind als erbliche Netzhauterkrankungen bekannt und können zu einer fortschreitenden Erblindung führen. Bislang war nur in Ansätzen bekannt, wie die Produktion von Proteinen in den Sehzellen abgestimmt wird, um ihre Funktion zu gewährleisten. Der wichtigste Schritt dabei ist die Gentranskription unter Erzeugung einer mRNA-Matrize für die Proteinsynthese.

Prof. Thomas Langmann und sein Doktorand Marcus Karlstetter (Institut für Humangenetik) haben nun zusammen mit US-amerikanischen Forschern diesen ersten Schritt der Genomaktivität von Sehzellen untersucht. Dabei kam eine neuartige Methode zur Anreicherung von Chromatinbereichen und anschliessender Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung der Netzhaut, die sogenannten "ChIP-Seq"-Technik zum Einsatz. Die Forscher fanden dabei heraus, daß praktisch alle wichtigen Gene in Fotorezeptoren durch den Transkriptionsfaktor CRX ("Cone Rod Homeobox") reguliert werden. CRX bindet im Zellkern von Stäbchen und Zapfen an über 5000 verschiedene chromosomale Regionen und fördert dadurch die gleichzeitige Ablesung Fotorezeptor-spezifischer Gene. Die Anzahl an CRX-Bindungsstellen innerhalb eines Gens bestimmt dabei die Stärke der Genablesung. Mit diesem einfachen, aber effektiven Mechanismus kann der Bedarf an Netzhautproteinen optimal reguliert werden.

Durch die Kenntnis der CRX-gebundenen Genombereiche können die Wissenschaftler nun untersuchen, ob vererbte Sequenzvariationen innerhalb dieser DNA-Abschnitte Netzhautdegenerationen beim Menschen verursachen können. Damit eröffnen sich auch neue Möglichkeiten bei der humangenetischen Diagnostik von Augenerkrankungen.

Originaltitel der Publikation:

CRX ChIP-seq reveals the cis-regulatory architecture of mouse photoreceptors.
Corbo JC, Lawrence KA, Karlstetter M, Myers CA, Abdelaziz M, Dirkes W, Weigelt K, Seifert M, Benes V, Fritsche LG, Weber BH, Langmann T.
Genome Res. 2010 Nov;20(11):1512-25. IF 11.3.

 

 

    Kontaktdaten
Dipl. Biologe Marcus Karlstetter Dipl. Biologe Marcus Karlstetter
Institut für Humangenetik
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E-Mail: marcus.karlstetter@klinik.uni-regensburg.de
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Letzte Aktualisierung: 15.03.2012 | Online-Redaktion
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