Enzyme regeln die Genexpression

Wie eine Zelle die in ihrem Kern gespeicherten DNA-Informationen abliest und für ihre weitere Entwicklung nutzbar macht, daran forschen internationale Teams von Genetikern schon lange. Schließlich würden sich so auch Krankheiten erklären lassen, die aus einer fehlerhaften Steuerung der Genaktivität, einem falschen Ablesen des Gencodes auf der DNA ("Genexpression") entstehen, wie etwa Krebs. Eine normal arbeitende Zelle verwendet viel Energie darauf, ihre DNA so zu organisieren, dass sie zur richtigen Zeit am richtigen Ort abgelesen werden kann. Sind diese Abläufe gestört und gerät die Genexpression aus dem Gleichgewicht, kann dies für die Zelle und den gesamten Organismus fatale Folgen haben.

In einem Forschungsprojekt der Universität Duisburg-Essen zur Kontrolle der Genexpression wurde jetzt die entscheidende Rolle zweier Enzyme bei der Genexpression gefunden. Diese sorgen eigentlich dafür, dass die Bereiche der DNA, die für Wachstum und Entwicklung benötigt werden, zugänglich sind, während andere Regionen gezielt still liegen und nicht gelesen werden.

Die Forschungen haben nun ergeben, dass die Enzyme "Sir2" und "Rpd3" regelrecht um die Kontrolle der Genexpression konkurrieren. Überwiegt die Aktivität von Rpd3, kann die Genexpression von Sir2 nicht mehr abgeschaltet werden - und auch fehlerhafte und nicht benötigte Teile der DNA werden abgelesen. Damit haben zwei Enzyme, die eigentlich ähnliche chemische Reaktionen bewirken, einen gegensätzlichen Effekt auf die Genexpression. Die Art und Weise, wie diese Enzyme interagieren und gegeneinander arbeiten, war bisher völlig unbekannt. Mit diesen Ergebnissen können sich die Genetiker nun auf die Suche nach der Ursache von Krankheiten machen, die womöglich aus einer zu starken Aktivität des Enzyms Rpd3 resultieren.

Quelle: Ehrentraut, S.: Proc. Natl. Acad. Sci. 2010, Online-Vorabveröffentlichung: doi: 10.1073/pnas.0909169107.