Die Nutzung genetischer Information ist für die moderne Pflanzenzucht unerlässlich geworden. Auch wenn die Sequenzierung der DNA seit der ersten Entschlüsselung des menschlichen Genoms im Jahr 2003 deutlich günstiger geworden ist, macht die Erhebung genetischer Informationen auch heute noch einen großen Teil der Kosten in der Tier- und Pflanzenzucht aus. Ein Trick, diese Kosten zu senken, besteht darin, nur einen sehr kleinen und zufällig ausgewählten Teil des Genoms zu sequenzieren und die verbliebenen Lücken mit mathematisch-statistischen Mitteln zu vervollständigen.

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Physical biology: Publication in Nature

DNAzymes are precision biocatalysts that destroy unwanted RNA molecules. However, major obstacles to their use in medicine remain. Together with Jülich Research Centre (FZJ) and the University of Bonn, a research team from Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) has investigated with atomic resolution how DNAzymes work in real time. They have now presented these important fundamental findings and their application in the renowned journal “Nature”.

Ein neuer Algorithmus erlaubt die Erzeugung von DNA-Wörtern, die das Speichern von digitalen Informationen in DNA ermöglichen. Das Verfahren aus der Marburger Informatik berücksichtigt etliche Besonderheiten des Speichermediums: Wenn Informationen in DNA kodiert werden, dürfen zum Beispiel keine Kombinationen entstehen, die bei der Erzeugung oder weiteren Nutzung der DNA zur Langzeitspeicherung stören. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler berichten in der Fachzeitschrift „Nucleic Acids Research“ über ihre Ergebnisse.

Bestimmten Formen von Lungenkrebs liegt eine Erbgut-Umlagerung im ALK-Gen zugrunde. In diesen Fällen kann eine Behandlung mit einem spezifischen zielgerichteten Medikament das Fortschreiten der Erkrankung aufhalten. Doch früher oder später entstehen Resistenzen gegen die Therapie. Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum und im NCT Heidelberg zeigen nun in einer Machbarkeitsstudie, dass über den Nachweis tumorspezifischer DNA im Blut vieler Patienten die Resistenzentwicklung früher erkannt werden kann als mit bildgebenden Verfahren.

2 December 2021 – A group of Italian and American researchers led by Fabrizio d’Adda di Fagagna now reports that the expression of the cell receptor for the virus, ACE2, which is essential for mediating cell entry of the virus, increases in the lungs of aging mice and humans. They further show that ACE2 expression increases upon telomere shortening or dysfunction – common hallmarks of aging – in cultured human cells and in mice. This increase depends on a DNA damage response elicited by dysfunctional telomeres. The findings published today by EMBO Reports provide one possible molecular explanation for the increased sensitivity of elderly people to SARS-CoV-2.

Forschende der Universität Bielefeld haben sich mit der Frage befasst, wie Transkriptionsfaktoren spezifisch DNA binden. Transkriptionsfaktoren sind Proteine, die steuern, an welcher Stelle die DNA abgelesen wird. Die Arbeitsgruppe um Biologie-Professorin Dr. Andrea Bräutigam untersuchte dafür DNA-Sequenzen der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana). Theoretisch gibt es viele DNA-Positionen mit Bindung-ermöglichenden Basenpaaren, aber nicht an allen Stellen binden die 216 untersuchten Transkriptionsfaktoren.

A protein that protects cells from DNA damage, p53, is activated during gene editing using the CRISPR technique. Consequently, cells with mutated p53 have a survival advantage, which can cause cancer. Researchers have found new links between CRISPR, p53 and other cancer genes that could prevent the accumulation of mutated cells without compromising the gene scissors‘ effectiveness.

A Kiel research team from the Cluster of Excellence „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ has found a novel mechanism which can disrupt DNA repair in patients with chronic intestinal inflammation and thus lead to bowel cancer.

Findings show that cell-free DNA in cerebrospinal fluid can be used to detect measurable residual disease and identify patients at risk of relapse.

Starke Müdigkeit, Muskelschwäche bis hin zu Blindheit – mitochondriale Erkrankungen haben verschiedenste Symptome. Aufgrund der hohen Mutationsrate ihrer DNA werden die meisten Erbkrankheiten durch Defekte in den Mitochondrien, den Kraftwerken unserer Zellen, verursacht. In einer soeben im Fachmagazin Nature veröffentlichten Studie zeigen Forscher_innen des Institute of Science and Technology (IST) Austria nun erstmals, die Struktur eines Proteinkomplexes, der für ihre Arbeit besonders wichtig ist. Damit legen sie den Grundstein für neue Behandlungsmethoden.

Researchers identified a small RNA molecule called miR-766-5p that reduces expression of MYC, a critical cancer-promoting gene. This microRNA reduces levels of proteins CBP and BRD4, which are both involved in super-enhancer (SE) formation. SEs form in areas of DNA that can fuel MYC expression and tumor progression. This study provides strong evidence for developing miR-766-5p as a novel therapeutic to treat MYC-driven cancers.

Researchers have mapped out how hundreds of mutations involved in two types of cancer affect the activity of proteins that are the ultimate actors behind the disease. The work points the way to identifying new precision treatments that may avoid the side effects common with much current chemotherapy.

In 2020, an estimated 10 million people lost their lives to cancer. This devastating disease is underpinned by changes to our DNA — the instruction manual for all our cells.

When cells multiply and migrate, they can be compressed and their nucleus may break open. This phenomenon causes DNA damage. Scientists have now shown that this facilitates the spread of cancer cells in breast tumors.

Er wird ohne Nadel unter die Haut gegeben – Indien hat in der Pandemie dem ersten DNA-Impfstoff weltweit eine Notfallzulassung erteilt. Was kann das Mittel, und wie funktioniert es?

International research team isolates DNA from modern human buried 7,000 years ago on the Indonesian island of Sulawesi

Internationales Forschungsteam isoliert DNA aus Überresten einer rund 7.000 Jahre alten Bestattung eines modernen Menschen auf der indonesischen Insel Sulawesi

Das Erbgut von Katzen gleicht dem der Menschen stärker als vermutet – weit mehr als das von Mäusen und Ratten, den häufigsten Versuchstieren. Forscher sehen darin eine riesige Chance für die Medizin.

The initials BRCA2 may be best known for a gene associated with many cases of breast cancer, and the protein encoded by the BRCA2 gene is critical to repairing breaks in DNA. The breakdown of this interaction is a hallmark of many cancers. Now scientists have determined the structure of a complex of two proteins — BRCA2 together with MEILB2 — that allows repairs to happen efficiently in cells undergoing cell-splitting, called meiosis. Their results have major implications for cancer and infertility.

PARP inhibitors, used to treat patients with cancer of the breast, ovaries, prostate and pancreas, work by inducing persistent DNA gaps in tumor cells with BRCA1 and BRCA2 mutations. The discovery offers the potential to monitor tumors for the development of resistance to PARP inhibitor therapy, and to identify drug combinations that could prevent drug resistance and improve the efficacy of cancer therapies.

Biologie: Veröffentlichung in PLoS Genetics

Die gesamte DNA eines Organismus ist deutlich umfangreicher als das tatsächliche genutzte Genom. Ein Konsortium von deutschen und US-Forschenden unter Beteiligung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtung Köln (MPIPZ) entwickelte eine Methode, die in einer einzigen Analyse alle Bereiche des aktiven Genoms bestimmen kann. Sie stellen ihre Ergebnisse anhand der Nutzpflanze Mais in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift PLoS Genetics vor.

The addax is a critically endangered antelope that used to roam the Sahara Desert in large numbers, but is today restricted to a few small vulnerable populations in the wild. An international team of scientists led by the Museum für Naturkunde Berlin and the University of Potsdam sequenced DNA from historical museum specimens. Their study, published in Genes, showed that addax used to roam widely across their entire Saharan range before human disturbance drastically reduced their numbers and potentially their genetic diversity too. This work emphasises the importance of museum collections for research about the preservation of highly endangered species.

A research team has analyzed the three-dimensional structure of a protein that suppresses the development of colorectal polyposis, MUTYH, at the atomic level and clarified the repair mechanism for DNA mispairings. Since mutations in the MUTYH gene cause heritable colorectal polyposis, which leads to colorectal cancer, the researchers expect that this work will be useful for future research on heritable colorectal polyposis associated with MUTYH.

The mutations that give rise to melanoma result from a chemical conversion in DNA fueled by sunlight — not just a DNA copying error as previously believed, reports a new study. The findings upend long-held beliefs about the mechanisms underlying the disease, reinforce the importance of prevention efforts and offer a path forward for investigating the origins of other cancer types.

Cell-free DNA (cfDNA) shed into the blood was discovered in the late 1940s but with rapid advances in genomics and computational analytics in just the past few years, researchers now believe that studying tags, or modifications to this type of DNA, may lead to a better understanding of how to assess, and possibly modulate, treatment approaches for cancer and other diseases.