MPG-official form - the Leibniz Institute on Aging

Information für die Presse
05.03.2010
NEUER WACHSTUMSREGULATOR ENTDECKT
Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Altersforschung in Jena finden
in Krebszellen eine besondere Variante eines Genschalters, die das
Zellwachstum fördert. Diese verlängerte Variante des Transkriptionsfaktors C/EBPα ist vermutlich an der Krebsentstehung beteiligt.
Krebs ist nach den Herzkreislaufkrankheiten die häufigste Todesursache in
den Industrieländern. Verursacht wird diese Krankheit durch die unkontrollierte Vermehrung von Krebszellen. Diese teilen sich rasch und lassen sich dabei nicht bremsen. Vor jeder Zellteilung müssen sie jedoch an Masse zunehmen, also wachsen. Wie diese Zellwachstumsprozesse reguliert werden, ist
bisher noch kaum bekannt.
Vorstand
Prof. Dr. Peter Herrlich
Wissenschaftlicher Direktor
Dr. Daniele Barthel
Administrativer Vorstand
Pressekontakt
Dr. Eberhard Fritz
Tel.: +49 (0)3641 – 65-6333
FAX: +49 (0)3641 – 65-6335
e-mail: [email protected]
Anschrift:
Beutenberg Campus
Beutenbergstr. 11
07745 Jena
Wissenschaftler der Arbeitsgruppe von Dr. Cornelis Calkhoven vom LeibnizInternet:
Institut für Altersforschung, Fritz-Lipmann-Institut, in Jena haben nun einen
www.fli-leibniz.de
neuen Regulator zur Steuerung des Zellwachstums entdeckt. Dieser Regulator ist eine verlängerte Variante eines speziellen Transkriptionsfaktors:
C/EBPα. Ein Transkriptionsfaktor ist eine Art Genschalter, der beim Ablesen
der DNA bestimmt, wann und wo welche genetische Information abgelesen
wird. Die Abkürzung C/EBP steht für „CCAAT/Enhancer-Binding-Proteine“ und umfasst eine Familie von Transkriptionsfaktoren, die bestimmte Organfunktionen genetisch regulieren. Dieser Transkriptionsfaktor C/EBPα kommt in der Zelle in drei verschiedenen Varianten vor: einer Hauptform,
sowie einer kürzeren und einer längeren Version.
Die Hauptform von C/EBPα wirkt als Tumorsuppressor. Sie behindert die Zellteilung und verhindert
damit die Krebsbildung. Die Kurzversion wirkt als Gegenspieler dieser zellteilungshemmenden
Hauptform und fördert damit die Krebsentstehung. „Wir haben nun die verlängerte Variante von
C/EBPα untersucht und dabei herausgefunden, dass die Langversion das Größenwachstum der
Zellen fördert“, so Projektleiterin Dr. Christine Müller. „Diese Langform des Genregulators regt die
Zellen dazu an, vermehrt Ribosomen zu bilden und zu wachsen“, erklärt die wissenschaftliche Mitarbeiterin weiter. Ribosomen sind die Proteinfabriken der Zellen. Durch die vermehrte Bildung dieser Zellorganellen steigt die Proteinproduktion in den Zellen stark an. Da die Proteine den Hauptbestandteil der Zellen ausmachen, ist dieser Zuwachs an Masse auch mikroskopisch sichtbar.
„Die Langversion von C/EBPα wird verstärkt in Leukämiezellen gebildet“, bestätigt Gruppenleiter
Calkhoven. Der niederländische Wissenschaftler vermutet daher, dass die verlängerte Variante
dieses Transkriptionsfaktors eine Rolle bei der Krebsentstehung spielt. „Wenn die Krebszellen vor
ihrer Teilung und Vermehrung nicht an Masse zunehmen würden, müssten ihre Nachkommen immer kleiner werden“, so Calkhoven. Daher ist das Zellwachstum eine wesentliche Voraussetzung
der Zellteilung und spielt in Krebsentstehungsprozessen eine wichtige Rolle.
„Bisher hat sich die Krebsforschung hauptsächlich mit der Regulation von Zellteilungsprozessen
beschäftigt. Die zelluläre Steuerung von Zellwachstumsprozessen fand dabei kaum Beachtung.
Wir gehen aber davon aus, dass die Regulierung von Zellwachstumsprozessen bei der Krebsentstehung eine wichtige Rolle spielt“, erklärt Müller die bestehende Forschungslücke. Doch wie
kommt es in den Zellen zu einem Zuwachs an Masse? „Wie bereits erwähnt ist dafür die vermehrte
Produktion von Ribosomen verantwortlich, die als Proteinfabriken für die Herstellung von Eiweißmolekülen in den Zellen zuständig sind“, verdeutlicht die Biologin.
Das deutsch-niederländische Forscherpaar konnte nun den genetisch-biomolekularen Mechanismus aufdecken, durch den die lange C/EBPα-Variante die Ribosomenproduktion und somit das
Zellwachstum antreibt. „Die Langform kann als einzige der C/EBPα-Varianten in den Nukleolus gelangen und dort an andere Nukleolusproteine andocken“, so die Wissenschaftler. Der Nukleolus ist
eine hüllenlose Untereinheit des Zellkerns, die auch Kernkörperchen genannt wird und für die Synthese ribosomaler RNA verantwortlich ist.
Die Arbeitsgruppe des Niederländers konnte zeigen, dass die verlängerte C/EBPα-Variante das
Ablesen so genannter ribosomaler RNA-Gene verstärkt. Diese Gene tragen Informationen für die
Synthese von ribosomaler Ribonukleinsäure (rRNA), die als limitierender Faktor für die Produktion
von Ribosomen entscheidend ist. Das verstärkte Ablesen dieser ribosomalen RNA-Gene forciert
den Bau solcher Proteinfabriken und steigert damit die Produktion von Proteinen. Diese Überproduktion an Proteinen verstärkt das Zellwachstum und kann damit auch die Zellteilungsrate fördern.
„Da die verlängerte C/EBPα-Variante verstärkt in bestimmten Blutkrebszellen gebildet wird, vermuten wir, dass neben der Kurzform auch die Langform die Krebsentstehung fördern kann“, so
Christine Müller. „Mit dem Nachweis, dass diese Langform im Nukleolus andockt und dort den Bau
von zelleigenen Proteinfabriken vorantreibt, ist es uns gelungen, ein wichtiges Puzzlestück bei der
Regulation des Zellwachstums zu liefern. Mit diesem Befund können wir auch der Krebsforschung
neue Impulse geben“, sagt Calkhoven.
Kontakt:
Dr. Cornelis Calkhoven
Leibniz-Institut für Altersforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI)
Beutenbergstr. 11, D-07745 Jena
Tel. +49 3641 656005, Fax +49 3641 656010, [email protected]
Originalveröffentlichung:
Nucleolar retention of a translational C/EBPα isoform stimulates rDNA transcription and cell size
Müller C, Bremer A, Schreiber S, Eichwald S, Calkhoven CF
EMBO Journal 2010, 29, 897-909.
Massenzunahme von Zellen durch C/EBP
Die mikroskopische Aufnahme zeigt rechts Zellen, die
vermehrt die lange Variante des Genregulators
C/EBPbilden. Diese sind deutlich größer als die Zellen
ohne Langform (links). Ursache ist vermutlich die durch
die Langform verstärkte Proteinbiosynthese
C/EBPkommt auch in Nukleoli vor
In dieser mikroskopischen Aufnahme sind die Zellen mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert. Der Zellkern leuchtet blau, die Nukleoli rötlich und
die lange Variante von C/EBPgrün. Die Abbildung zeigt, dass die
C/EBP-Langform auch im Nukleolus der Zelle vorkommt. Dort verstärkt sie die Synthese von RNA, die für den Bau der proteinherstellenden Ribosomen entscheidend ist.