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Selbstausschneidende Designerproteine ​​berichten von Isoform-Expression

by drbyos
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Proteine ​​sind die Hauptakteure in unseren zellulären Prozessen. Ihre Erzeugung folgt Prinzipien, die Transkription und Übersetzung genannt werden. Zunächst kopiert die DNA ihre Erbinformation in die Boten-RNA (mRNA), die dann die Reihenfolge in einer Kette von Aminosäuren bestimmt, die sich schließlich zu einem Protein falten. Die Realität ist jedoch komplexer: Mehr als 90 Prozent unserer Gene ergeben nicht nur eine mRNA und dann ein Protein, sondern ein Verfahren namens alternatives Spleißen produziert mehrere mRNA-Varianten, von denen dann nur ein Teil in eine spezifische übersetzt wird Proteinisoform in einer bestimmten Zelle zu einem bestimmten Zeitpunkt. Herkömmliche Techniken zum Nachweis von alternativem Spleißen sind meist Einzelzeitpunktmessungen, die arbeitsintensiv sind und über die Zeit nicht zuverlässig überwachen können, welche Proteinisoformen tatsächlich in der Zelle translatiert werden.

Forscher des Helmholtz Zentrums München und der Technischen Universität München (TUM) entwickelten daher ein neues biotechnologisches Reportersystem namens EXSISERS. Die Idee dahinter ist, ein Signal wie Licht zu erzeugen, sobald eine bestimmte Proteinisoform übersetzt wird. „Dies ist durch Designer-Reporterproteine ​​möglich, die sich selbst aus der entstehenden Aminosäurekette herausschneiden können – sie sind selbstausschneidend“, sagt Dong-Jiunn Jeffery Truong. “In Analogie zum berühmten Trick beim Schneiden und Wiederherstellen von Seilen bei magischen Darbietungen hinterlässt die Exzision des Reporters keine Narbe in den natürlichen Proteinisoformen.” Die Forscher haben diese Methode bereits auf menschliche Zellen in Kultur angewendet. Eines ihrer Ziele war es, die Expression von Isoformen eines Proteins namens Tau zu analysieren, das mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson in Verbindung gebracht wird. Dies macht Tau-Isoformen zu einem potentiellen Ziel für zukünftige molekulare Therapien.

„Bioengineering, inspiriert von natürlichen biomolekularen Prozessen, wird es ermöglichen, viele andere grundlegende zelluläre Prozesse nicht-invasiv zu beobachten“, sagt Gil Gregor Westmeyer. „Je mehr zelluläre Parameter wir überwachen können, desto besser können wir gezielte molekulare Interventionen für zukünftige Zelltherapien entwickeln, beispielsweise zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen.“ Westmeyer und sein Team arbeiten bereits mit mehreren akademischen Labors zusammen, die das neue Reportersystem verwenden, um ein umfassenderes Verständnis der Isoformexpression in Zellen und ihrer Bedeutung für Krankheiten zu erhalten.

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Quelle der Geschichte:

Materialien zur Verfügung gestellt von Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden.


Zeitschriftenreferenz:

  1. Dong-Jiunn Jeffery Truong, Teeradon Phlairaharn, Bianca Eßwein, Christoph Gruber, Deniz Tümen, Enikő Baligács, Niklas Armbrust, Francesco Leandro Vaccaro, Eva-Maria Lederer, Eva Magdalena Beck, Julian Geilenkeuser, Simone Göppert, Luisa Krumwiede, Christian Grätz, Gerald Raffl, Dominic Schwarz, Martin Zirngibl, Milica Živanić, Maren Beyer, Johann Dietmar Körner, Tobias Santl, Valentin Evsyukov, Tabea Strauß, Sigrid C. Schwarz, Günter U. Höglinger, Peter Heutink, Sebastian Doll, Marcus Conrad, Florian Giesert, Wolfgang Wurst, Gil Gregor Westmeyer. Nicht-invasive und Hochdurchsatz-Abfrage der Exon-spezifischen Isoform-Expression. Natur Zellbiologie, 2021; DOI: 10.1038/s41556-021-00678-x

Diese Seite zitieren:

Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. “Selbstausschneidende Designerproteine ​​berichten von Isoform-Expression.” WissenschaftDaily. ScienceDaily, 4. Juni 2021. .

Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. (2021, 4. Juni). Selbstausschneidende Designerproteine ​​berichten über die Isoform-Expression. WissenschaftTäglich. Abgerufen am 5. Juni 2021 von www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210604122725.htm

Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. “Selbstausschneidende Designerproteine ​​berichten von Isoform-Expression.” WissenschaftDaily. www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210604122725.htm (Zugriff am 5. Juni 2021).

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