Wie Gene und kleine Moleküle unser persönliches Krankheitsrisiko beeinflussen

Jeder Mensch hat einen individuellen chemischen Fingerabdruck. Die Zusammensetzung von kleinen Molekülen im Blut, etwa Fette oder Zucker, bestimmt mit, wie unser Körper auf äußere Einflüsse reagiert, für welche Krankheiten er anfällig ist und wie schwer eine Krankheit verlaufen wird. Wissenschaftler*innen vom Berlin Institute of Health in der Charité (BIH) haben nun mit Partnern aus Cambridge (UK) in einer internationalen Kollaboration mehr als 300 Bereiche im Genom entdeckt, die zu diesem individuellen chemischen Fingerabdruck beitragen. Ihre Ergebnisse haben sie in der Zeitschrift Nature Medicine veröffentlicht.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Gene activity in a test tube

When searching for the causes of illnesses and developing new treatments, it is absolutely vital to have a precise understanding of the genetic fundamentals. Würzburg researchers have devised a new technique for this purpose.

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Genetik ausserhalb von Genen beeinflusst unser Körpergewicht

Nicht nur unsere klassischen Gene bestimmen unsere Neigung zu Fettleibigkeit. ETH-​Forschende konnte zeigen, dass auch Mikro-​RNA-Moleküle für die Regulierung des Körpergewichts zentral sind.

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Coworking für Gene

Verschiedene Ebenen der Gen-Steuerung erlauben es, neue Informationen flexibel ins Erbgut einzubauen. Gene und ihre genetischen Schalter sind in funktionellen Einheiten organisiert, um sie je nach Bedarf an- oder auszuschalten. Eine Störung dieser Strukturen kann zu Krankheiten führen. Eine neue Studie macht nun jedoch deutlich, dass diese Einheiten robuster und flexibler sind als bisher angenommen: Ein internationales Forschungsteam fand heraus, dass ein Gen auch dann noch funktionieren kann, wenn neue DNA-Abschnitte in dieselbe genomische Organisationseinheit eingefügt werden.

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Gene mutation discovered that causes language impairment, ADHD and myasthenia

Scientists at the universities of Cologne and Turin have shown that defects in the protein CAPRIN1 are the cause of various neurological impairments / publication in ‘Brain’ and ‘Cellular and Molecular Life Sciences’

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Pflanzenzucht: Mit “unsichtbaren” Chromosomen positive Eigenschaften gemeinsam vererben

Nutzpflanzen sollen möglichst ertragreich und wohlschmeckend, aber gleichzeitig auch resistent gegenüber Krankheiten oder Schädlingen sein. Jedoch können bei der Pflanzenzucht einzelne dieser positiven Eigenschaften verloren gehen, wenn die entsprechenden Gene auf einem Chromosom weit auseinander liegen. Um sie zukünftig gemeinsam vererben zu können, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) nun mit der molekularen Schere CRISPR/Cas neun Zehntel eines Chromosoms „umgedreht“ und damit genetisch stillgelegt. Die auf diesem Teil liegenden Eigenschaften werden für den genetischen Austausch unsichtbar und so unverändert weitervererbt. Ergebnisse in Nature Plants.

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Junge Gene passen sich schneller an als Alte

Eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön und der University of Sussex in Großbritannien zeigt, dass das Alter eines Gens bestimmt, wie schnell es sich anpasst. Diese Erkenntnisse demonstrieren, wie die Evolution der Gene als „adaptiver Spaziergang“ durch die Zeit verläuft.

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Wenn Mütter die Gene der Väter im Embryo komplett abschalten

Beim Menschen und bei vielen anderen Arten beeinflussen sowohl die von der Mutter als auch die vom Vater vererbten Gene die Entwicklung des Embryos. Beim Lebermoos Marchantia polymorpha übernimmt die Mutter die totale Kontrolle, wie Forscher aus der Gruppe von Frédéric Berger am Gregor Mendel Institut jetzt herausgefunden haben. In ihrer neuen im Fachjournal eLife veröffentlichten Studie zeigt die Gruppe, dass die Mutterpflanze beim Lebermoos die väterlichen Gene in ihren Embryonen vollständig deaktiviert, damit deren Entwicklung fehlerfrei ablaufen kann.

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Warum jemand schwer an COVID-19 erkrankt

Derzeit erkranken relativ viele Menschen an COVID-19, die meisten von ihnen zum Glück nur leicht, was vor allem der hohen Impfquote zu verdanken ist. Doch die Ursachen für einen schweren Krankheitsverlauf sind noch immer nicht ausreichend verstanden, ein Schlüssel dazu könnte im menschlichen Erbgut liegen. Wissenschaftler*innen vom Berlin Instiute of Health in der Charité (BIH) haben nun gemeinsam mit Kolleg*innen aus Großbritannien und Kanada Gene und Proteine gefunden, die zu einem höheren Risiko, schwer zu erkranken, beitragen. Ihre Ergebnisse haben sie in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

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Dermatitis Digitalis: Gene beeinflussen Erkrankungsrisiko bei weltweit verbreiteter Rinderkrankheit

Zwei Punktmutationen im Erbgut von Rindern führen wahrscheinlich dazu, dass manche Tiere deutlich anfälliger für die Krankheit Dermatitis Digitalis sind. Sie ist bei Rindern in Stallhaltung weitverbreitet und äußerst schmerzhaft. Die beiden Kandidatengene fand ein internationales Forschungsteam der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU), der Universität Göttingen und der University of Wisconsin-Madison in den USA. Dafür analysierte es die Daten von mehr als 5.000 Milchkühen. Die Erkenntnis könnte dabei helfen, die Züchtung von resistenten Tieren zu verbessern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Frontiers in Genetics“ veröffentlicht.

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Wechselspiel der Gene – Kaum bekannter Transkriptionsfaktor RFX7 hat zentrale Bedeutung bei Wachstum und Krebs

In der Krebsforschung stehen Proteine im Fokus, die oft verändert in Tumoren auftreten und eine wichtige Rolle bei Krebserkrankungen spielen können. Das RFX7-Protein, ein weitgehend unbekannter Transkriptionsfaktor, wurde kürzlich mit Lymphdrüsenkrebs in Verbindung gebracht. Forschende des Leibniz-Instituts für Alternsforschung (FLI) in Jena konnten nun die Funktionsweise dieses Proteins teilweise aufklären. RFX7 fungiert als Tumorsuppressor und wirkt der Entstehung von Krebs entgegen. Nach eigener Aktivierung aktiviert er weitere Tumorsuppressoren und hemmt wichtige Wachstumsregulatoren. Die Reaktivierung von RFX7 könnte daher von zentraler Bedeutung für die Krebsforschung sein.

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Fall gelöst: Der Biosynthese von Strychnin auf die Spur gekommen

Forschende aus Jena zeigen in der Fachzeitschrift Nature, wie die Gewöhnliche Brechnuss Strychnin bildet. Einem Forschungsteam am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena ist es gelungen, den kompletten Biosyntheseweg für die Bildung von Strychnin in der Pflanzenart Strychnos nux-vomica (Brechnussbaum) nachzuvollziehen. Die Forschenden identifizierten alle an der Biosynthese von Strychnin und weiteren Stoffwechselprodukten beteiligten Gene und exprimierten sie in der Modellpflanze Nicotiana benthamiana. Damit konnten sie zeigen, dass diese äußerst komplexen und pharmakologisch wichtigen Moleküle mittels „Metabolic Engineering“-Methoden hergestellt werden können.

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Die Gene im Blick. Für ein gutes Sehvermögen sind auch bisher unbekannte Gene verantwortlich

Zahlreiche Menschen leiden unter Augenkrankheiten, die im schlimmsten Fall zur Erblindung führen. Auch wenn Krankheitsbilder wie Grauer Star inzwischen gut erforscht sind, werden sie weiterhin von bisher unbekannten Genen beeinflusst. Bei ihren Genomanalysen von Säugetieren ist ein Team von Wissenschaftler*innen aus Frankfurt a.M. und Dresden auf 15 bisher unbekannte „Augen-Gene“ gestoßen und konnte 14 weitere Gene bestätigen, die für das Sehvermögen wichtig sind. Die Studie ist wegweisend, da sie Genomanalysen nutzt, um Funktionen von Genen vorherzusagen und damit eine Grundlage für die weitere Erforschung des Sehens bildet.
https://www.senckenberg.de/de/pressemeldungen/die_gene_im_blick/

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Grüne Welle für „Gen-Taxis“: Erkenntnissprung bei Peptid-Nanofibrillen

Viren helfen Forschenden dabei, Gene in Zellen zu schleusen – damit diese beispielsweise pharmazeutische Wirkstoffe herstellen. Spezielle Peptide kurbeln den Vorgang an. Verstanden allerdings war die Effizienzsteigerung bislang kaum. Ein Forscherteam des MPI für Polymerforschung, der Universität Ulm, der britischen Universität Cambridge und der niederländischen Wageningen University konnte nun Licht ins Dunkel bringen und zudem ein kostengünstiges Peptid entwickeln. Seine Ergebnisse veröffentlichte das Team im Magazin „Advanced Functional Materials“.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Entzündungen in Herzmuskelzellen bei Kindern: Sind defekte Gene eine Ursache?

Forscherin des Deutschen Herzzentrums Berlin untersucht Krankheitsmechanismen von Herzmuskelentzündungen bei Kindern – unterstützt mit Gerd-Killian-Projektförderung der Herzstiftung

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Bakterien mit Aufnahmefunktion erfassen Darmgesundheit

Forschende der ETH Zürich, des Inselspitals und der Universität Bern statten Darmbakterien mit einer Datenlogger-Funktion aus und überwachen damit, welche Gene in den Bakterien aktiv sind. Die Mikroorganismen sollen dereinst auf nicht-invasive Weise Krankheiten diagnostizieren und die Gesundheitsauswirkungen einer Diät erfassen.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

With or Without Sleep: Sleep Neuron Activity Boosts Protective Gene Expression and Safeguards Survival

Using the C. elegans worm, Dresden scientists show that sleep neuron activity controls protective gene expression during sleep. Disturbing sleep leads to overactivation of the sleep neuron, further promoting the protective gene expression.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Gene deletion behind anomaly in blood cancer cells

Although clinical labs have known for almost a century that a oddly shaped nucleus resembling pince-nez glasses in blood cells could indicate leukemia, the cause of this anomaly remained unknown. Scientists have now discovered that loss of nuclear Lamin B1 induces defects in the nuclear morphology and in human hematopoietic [blood-forming] stem cells associated with malignancy. The scientists went on to detail that lamin B1 deficiency alters genome organization. This in turn causes expansion of blood-forming stem cells, a bias towards their becoming myeloids, genome instability due to defective DNA damage repair and other problems that set the stage for cancer.

Quelle: Sciencedaily

Gene deletion behind anomaly in blood cancer cells

Although clinical labs have known for almost a century that a oddly shaped nucleus resembling pince-nez glasses in blood cells could indicate leukemia, the cause of this anomaly remained unknown. Scientists have now discovered that loss of nuclear Lamin B1 induces defects in the nuclear morphology and in human hematopoietic [blood-forming] stem cells associated with malignancy. The scientists went on to detail that lamin B1 deficiency alters genome organization. This in turn causes expansion of blood-forming stem cells, a bias towards their becoming myeloids, genome instability due to defective DNA damage repair and other problems that set the stage for cancer.

Quelle: Sciencedaily

A Single Gene Controls Species Diversity in an Ecosystem

To test if a single gene could affect an entire ecosystem, a research team of the University of Zurich conducted a lab experiment with a plant and its associated ecosystem of insects. They found that plants with a mutation at a specific gene foster ecosystems with more insect species. The discovery of such a “keystone gene” could change current biodiversity conservation strategies.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Tatort Pflanzenfalle: DNA-Spuren geben Speiseplan fleischfressender Pflanzen preis

SNSB Forscher ermitteln den exakten Speiseplan fleischfressender Pflanzen aus Australien durch die Analyse der Gene ihrer Beutetiere. Sogar winzige Parasiten auf gefangenen Insekten konnten so aufgespürt werden. Die Ergebnisse ihrer Studie veröffentlichten die Wissen-schaftler nun in der Fachzeitschrift Scientific Reports.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Gene therapy for thalassemia ends need for transfusions in young children

Over 90 percent of patients with transfusion-dependent thalassemia, an inherited blood disorder, no longer needed monthly blood transfusions years after receiving gene therapy, according to an international Phase 3 clinical trial that for the first time included children younger than 12 years of age. Twenty-two patients were evaluated (ranging in age 4-34 years), including pediatric patients.

Quelle: Sciencedaily

Es regnet Gene und Viren

Ein molekulares Schlaraffenland im Darm des Menschen: Die kolorierten Mikroben sind nur ein winziger Ausschnitt dessen, was die lebenswichtige Darmflora ausmacht.

Unsere Umwelt sehen Metagenomiker als Quelle unentdeckter Viren und Keime: Wie Big-Data-Biologen die Welt genetisch neu vermessen.

Quelle: FAZ.NET

Gene regulation in mammals offers clues connecting pregnancy and cancer metastasis

In many mammals including humans, the placenta invades the wall of the uterus during pregnancy in the same way that cancer cells invade surrounding tissues. Using genomic sequences and gene expression information, researchers were able to predict specific signaling proteins that drive the expression of genes that decrease the susceptibility of invasion in human cells. Using a custom fabricated bio chip, the researchers confirmed that these predicted proteins did in fact decrease the invasion of both cancer and placental cells.

Quelle: Sciencedaily

Chemische Abwehr gegen pflanzensaftsaugende Zikaden entschlüsselt

In einer neuen Studie in der Zeitschrift Science beschreiben Forschende des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie einen Mechanismus, der Koyotentabak vor pflanzensaftsaugenden Zikaden schützt. Durch die Kombination unterschiedlicher genetischer Screening-Methoden in Verbindung mit der Untersuchung der chemischen Veränderungen in den Tabakblättern identifizierten sie einen bislang unbekannten Abwehrstoff, der für die Resistenz gegenüber Zikaden wichtig ist, und charakterisierten die Gene für seine Biosynthese.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft