{"id":209208,"date":"2020-02-17T14:05:42","date_gmt":"2020-02-17T13:05:42","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=209208"},"modified":"2020-02-17T14:05:42","modified_gmt":"2020-02-17T13:05:42","slug":"ewige-jugend-und-gesundheit-durch-stammzellen-bald-in-reichweite","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/ewige-jugend-und-gesundheit-durch-stammzellen-bald-in-reichweite\/","title":{"rendered":"Ewige Jugend und Gesundheit durch Stammzellen bald in Reichweite?"},"content":{"rendered":"

K\u00f6nnte ein gro\u00dfer Traum der Menschheit \u2013 ewige Jugend und ewige Gesundheit \u2013 vielleicht doch noch in Erf\u00fcllung gehen? Nun, ganz soweit sind wir noch wohl noch l\u00e4nger nicht. Eine neue Erkenntnis in der Stammzellenforschung k\u00f6nnte aber durchaus einen Schritt in diese Richtung darstellen. Forscher um den Biologen Vlad Cojocaru vom niederl\u00e4ndischen Hubrecht Institute<\/a> haben gemeinsam mit Kollegen vom Max-Planck-Institut<\/a> in M\u00fcnster herausgefunden, wie normale menschliche Zellen in Stammzellen umgewandelt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Der Unterschied zwischen Zelltypen besteht darin, ob die DNA zu einem bestimmten Zeitpunkt \u201egelesen” oder \u201enicht gelesen” wird. Dabei senden Proteine, sogenannte Transkriptionsfaktoren, das Signal. Entweder die DNA in der Zelle zu lesen oder das Lesen zu stoppen. Identit\u00e4tsver\u00e4nderungen geschehen w\u00e4hrend der Entwicklung auf nat\u00fcrliche Weise. Dabei gehen Zellen von einer nicht bezeichneten Zelle zu einem bestimmten Zelltyp \u00fcber. Allerdings k\u00f6nnen diese \u00dcberg\u00e4nge auch umgekehrt werden. Japanische Forscher bekamen im Jahr 2012 den Nobelpreis, nachdem sie erstmals normale Hautzelle r\u00fcckw\u00e4rts zu einer Stammzelle geschoben hatten.<\/p>\n

K\u00fcnstlich hergestellte Stammzellen Teil der L\u00f6sung<\/h2>\n

Wie diese Umwandlung einer Hautzelle in eine Stammzelle<\/a> auf molekularer Ebene genau abl\u00e4uft, ist bisher aber nicht bekannt. \u201eEin vollst\u00e4ndiges Verst\u00e4ndnis der Prozesse mit atomaren Details ist unerl\u00e4sslich, wenn wir solche Zellen f\u00fcr einzelne Patienten in Zukunft zuverl\u00e4ssig und effizient herstellen wollen”, sagt Forschungsleiter Vlad Cojocaru. \u201eEs wird angenommen, dass solche k\u00fcnstlich hergestellten Zelltypen in Zukunft Teil der L\u00f6sung f\u00fcr Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson sein k\u00f6nnten, aber der Produktionsprozess m\u00fcsste effizienter und vorhersehbarer werden.\u201c<\/p>\n

Eine Schl\u00fcsselrolle bei der Stammzellbildung spielt ein Protein namens Oct4. Es st\u00f6\u00dft die Aktivit\u00e4t der Proteine an, die die adulte Zelle in eine Stammzelle \u201ezur\u00fccksetzen”. Diese Gene befinden sich in der Struktur, die die DNA im Zellkern speichert, dem Chromatin. In den adulten Zellen sind sie nicht mehr aktiv. Oct4 tr\u00e4gt als sogenannter Pionier-Transkriptionsfaktor dazu bei, dass sich das Chromatin \u00f6ffnet und so die Expression der Gene erm\u00f6glicht.<\/p>\n

Pionierarbeit f\u00fcr regenerative Medizin<\/h3>\n

Die Daten der Studie zeigen, wie die Bindung von Oct4 an die DNA auf den Nukleosomen funktioniert. \u201eWir haben Oct4 in verschiedenen Konfigurationen modelliert\u201c, erkl\u00e4rt Cojocaru. \u201eDas Molek\u00fcl besteht aus zwei Dom\u00e4nen, von denen nur eine in der Lage ist, in dieser Phase des Prozesses an eine bestimmte DNA-Sequenz auf dem Nukleosom zu binden. Mit unseren Simulationen haben wir herausgefunden, welche dieser Konfigurationen stabil sind und wie die Dynamik der Nukleosomen die Oct4-Bindung beeinflusst. Die Modelle wurden durch Experimente unserer Kollegen Caitlin MacCarthy und Hans Sch\u00f6ler in M\u00fcnster validiert.\u201c<\/p>\n

Mehr Artikel zum Thema Stammzellenforschung finden Sie hier.<\/a><\/p>\n

Es war das erste Mal, dass Computersimulationen zeigten, wie ein Pionier-Transkriptionsfaktor an Nukleosomen bindet, um das Chromatin zu \u00f6ffnen und die Genexpression zu regulieren. Dieser rechnerische Ansatz zur Gewinnung der Oct4-Modelle k\u00f6nne auch dazu verwendet werden, andere Transkriptionsfaktoren zu screenen und herauszufinden, wie sie an Nukleosomen binden, sagt Cojocaru.<\/p>\n

Modelle verfeinern<\/h2>\n

Im n\u00e4chsten Schritt will Cojocaru die aktuellen Oct4-Modelle verfeinern, um eine endg\u00fcltige Struktur f\u00fcr den Oct4-Nukleosomkomplex zu finden. \u201eWir wissen schon seit fast 15 Jahren, dass Oct4 zusammen mit drei anderen Pionierfaktoren adulte Zellen in Stammzellen verwandelt. Allerdings wissen wir noch immer nicht, wie sie vorgehen.\u201c Die experimentelle Strukturbestimmung f\u00fcr ein solches System sei sehr kostspielig und zeitaufwendig, betont der Wissenschaftler. Daher wollen er und seine Kollegen anhand von Computersimulationen in Kombination mit verschiedenen Laborexperimenten ein endg\u00fcltiges Modell f\u00fcr die Bindung von Oct4 an das Nukleosom erhalten. \u201eWir hoffen, dass unser endg\u00fcltiges Modell uns die M\u00f6glichkeit gibt, Pionierarbeit bei der Entwicklung von Transkriptionsfaktoren f\u00fcr die effiziente und zuverl\u00e4ssige Produktion von Stammzellen und anderen Zellen zu leisten, die in der regenerativen Medizin ben\u00f6tigt werden.\u201c<\/p>\n

Die Ergebnisse der Studie wurden im Biophysical Journal<\/em><\/a> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

Titelbild<\/strong>: Der Pionier-Transkriptionsfaktor Oct4 (blau) bindet an das Nukleosom (ein Komplex aus Proteinen (gr\u00fcn) und der um diese Proteine gewickelten DNA (orange)). \u00a9 Jan Huertas und Vlad Cojocaru, \u00a9MPI M\u00fcnster, \u00a9Hubrecht-Institut.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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