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MPI für Biochemie, Am Klopferspitz 18, 82152 Martinsried

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Biologie des Chromatins

Chromatin-Biologie

Wie vererben Zellen ihre Identität?

Zellen ohne das Polycomb-Protein Ph (kein grünes Markerprotein) haben eine stark veränderte Zellmorphologie und sind größer als normale Zellen (grünes Markerprotein). Zellen ohne Ph-Protein bilden Tumore in Drosophila.
Zellen ohne das Polycomb-Protein Ph (kein grünes Markerprotein) haben eine stark veränderte Zellmorphologie und sind größer als normale Zellen (grünes Markerprotein). Zellen ohne Ph-Protein bilden Tumore in Drosophila. [weniger]

Jede Zelle eines Organismus enthält eine vollständige Kopie des genetischen Materials. Je nach Zelltyp und Entwicklungsstand wird davon aber nur ein bestimmter Teil genutzt, der Rest ist inaktiv. Was entscheidet, welche Gene genutzt werden? Was ist der Mechanismus dieser Regulation? Diese Fragen wollen Jürg Müller und sein Team beantworten.

Im Embryo steuern spezifische Regulatorgene die Bildung von verschiedenen Zelltypen, Geweben und Organen sowie die Organisation des Körpers in Kopf, Rumpf und Extremitäten. Proteine der Polycomb- und Trithorax-Gruppe sorgen dafür, dass diese Gene nur zu bestimmten Zeiten und in bestimmten Zellen aktiv sind. Polycomb-Proteine modifizieren das genetische Material (Chromatin) so, dass Gene inaktiv bleiben. Trithorax-Proteine aktivieren Gene, indem sie an ihre Promotorsequenz binden. So können diese Gene abgelesen und in ein Protein umgesetzt werden. Der entsprechende „aus“- oder „an“-Zustand wird dabei typischerweise an die nachfolgenden Zellgenerationen weitervererbt.

Den Kontrollmechanismen auf der Spur

Die Wissenschaftler um Jürg Müller haben bereits herausgefunden, wie die Polycomb- und Trithorax-Proteine das Chromatin verändern. Allerdings ist weiterhin unklar, wie diese Modifikationen dann die Gene stilllegen oder aktivieren. Müller möchte außerdem verstehen, wie das modifizierte genetische Material bei der Zellteilung fehlerfrei an die Tochterzellen weitervererbt wird.

Krebs durch mangelnde Kontrolle

Mit Hilfe genetischer, biophysikalischer und biochemischer Methoden untersuchen die Wissenschaftler die Polycomb- und Trithorax-Proteine in der Taufliege Drosophila. Die Ergebnisse sind aber auch für die Medizin von großer Bedeutung, denn Fehler im Polycomb- und Trithorax-System können beim Menschen zu Krebserkrankungen führen.

 
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