Forschungskollaboration zwischen Freiburg und Prag gelingt wissenschaftlicher Durchbruch im Verständnis der Zellteilung

Transcription factors regulate gene expression by binding specific sequences on DNA, which is an essential step to produce messenger RNAs from protein-coding genes. Denes Hnisz’s lab, in collaboration with Martin Vingron’s lab at the MPIMG, has discovered that human transcription factors don’t typically use their full potential. Instead, important protein regions within transcription factors encode chemical features that generate submaximal transcriptional activity. The findings, published in Nature Cell Biology, suggest simple ways to engineer natural transcription factor variants with elevated or “optimized” activity, with potential applications for regenerative therapy.

Die Kombination von therapeutischen Immunzellen, so genannten CAR-T-Zellen, und einem bispezifischen Antikörper könnte künftig die Therapie von Leukämien verbessern, zeigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum und dem Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD). In der Kulturschale sowie an Mäusen prüften sie gegen den B-Zell-Marker CD19 gerichtete CAR-T-Zellen in Kombination mit bispezifischen Antikörpern, die an das ebenfalls B-Zell-spezifische Protein CD20 binden. Die Kombinationstherapie steigerte die Vermehrung der CAR-T-Zellen, aktivierte zusätzlich auch normale T-Zellen gegen den Blutkrebs und vernichtete insgesamt mehr bösartige Leukämiezellen.

Krankmachende Proteine können durch gezielten Proteinabbau aus der Zelle entfernt werden. Dazu muss das Protein mit einer von ca. 600 körpereigenen sog. Ubiquitin-Ligasen verbunden werden, klinischen Erfolg hatte man bisher nur mit zwei davon. Eine Forschungsgruppe am CeMM unter der Leitung von Georg Winter hat nun einen Adapter für eine neue Ligase entdeckt, mit der die Palette an medizinischen Anwendungen erheblich erweitert werden könnte. Darüber hinaus gelang es, den Wirkmechanismus dieses Adapters aufzuklären, was zu einer neuen allgemeinen Strategie für den gezielten Proteinabbau führen könnte. Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlich (DOI: 10.1038/s41467-024-49739-3)

To prevent proteins from being damaged during cellular stress, they are concentrated in so-called stress granules. Scientists from the department of Cellular Biochemistry at the Max Planck Institute of Biochemistry have now been able to show for the first time that the protein Urm1 has a critical role in this process. In yeast cells, the ubiquitin-like protein facilitates the onset of phase separation and thus the formation of stress granules. The results of the study were published in the scientific journal Cell.

Damit Proteine bei zellulärem Stress nicht geschädigt werden, werden diese in sogenannten Stressgranula konzentriert. Wissenschaftler aus der Abteilung Zelluläre Biochemie vom Max-Planck-Institut für Biochemie, konnten jetzt erstmalig zeigen, dass das Protein Urm1 hier eine entscheidende Rolle spielt. Das ubiquitin-ähnliche Proteine erleichtert den Beginn der Phasentrennung und somit die Entstehung der Stressgranula. Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachmaganzin Cell veröffentlicht.

An international team of researchers visualises atomic interactions in the protein structure called photosystem II and thus uncovers fundamental biochemical processes.

— JOINT PRESS RELEASE OF THE INSTITUTE OF MOLECULAR BIOLOGY (IMB) AND JOHANNES GUTENBERG UNIVERSITY MAINZ —

Dorothee Dormann and Edward Lemke propose a new concept to measure the individual risk of getting age-related diseases

New research from Stockholm University with participation of the Museum für Naturkunde Berlin shows that the typical mammalian heater organ, brown fat, evolved exclusively in modern placental mammals. In collaboration with the Helmholtz Munich and the University of East Anglia in the U.K., the Stockholm University research team demonstrated that marsupials, our distant relatives, possess a not fully evolved form of brown fat. They discovered that the pivotal heat-producing protein called UCP1 became active after the divergence of placental and marsupial mammals. This finding is crucial for understanding the role of brown fat in mammalian evolution, endothermy, and metabolism.

An international research team has gained new insights into the way SARS-CoV-2 enters cells and its downstream consequences. As an aid to the ACE2 surface protein, the TMPRSS2 serine protease plays an important role in enhancing cell infection: it boosts the resulting immune response, increases cell death, and drives virus evolution. In addition to the human version, TMPRSS2 proteins from diverse mammal species can also enhance infection. These findings may contribute to the development of future treatments and prevention strategies. Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) reports on these results in its edition from 4 June 2024.

Researchers at the University of Würzburg, led by Caroline Kisker in cooperation with Claudia Höbartner, discovered how the protein XPD detects a severe DNA damage and controls its repair.

Forschende der Uni Würzburg rund um die Chemikerinnen Caroline Kisker und Claudia Höbartner haben aufgedeckt, wie das Protein XPD schwerwiegende DNA-Schäden erkennt und deren Reparatur steuert.

ETH-​Forschende haben ein Protein-​Gel entwickelt, das Alkohol im Magen-​Darm-Trakt abbaut, ohne dem Körper dabei zu schaden. In Zukunft könnten Menschen, die das Gel einnehmen, die gesundheitsschädigende und berauschende Wirkung von Alkohol reduzieren.

Warum 3.000 Bar nötig sind, um einen umfassenden Blick auf ein Protein zu werfen: Die Konstanzer Forscher Frederic Berner und Michael Kovermann stellen ein neues Hochdruck-Spektroskopieverfahren vor, um die Eigenschaften der nativen Proteinstruktur zu enträtseln.

An outbreak of infections with the mpox virus – formerly known as monkeypox – in Europe in 2022 led to a rise in interest in poxviruses. An international research team investigated the structure of the poxvirus prototype, the vaccinia virus (VACV). The team found that trimers of the A10 protein, an abundant protein of the virus, play an important role in the formation of the mature virus. These trimers may also be involved in interactions with other cell components during infection, which could provide a starting point for the development of antiviral therapies against viruses from the poxvirus family.

The magnetic sense of migratory birds is probably based on the protein cryptochrome 4, and a genetic study has now provided further support for this theory. A team of researchers from the University of Oldenburg and the Institute of Avian Research in Wilhelmshaven compared the genomes of several hundred bird species and found that the gene sequence for cryptochrome 4 has changed considerably during evolution. This suggests that cryptochrome 4 was selected to adapt to different environmental conditions. A possible explanation is that cryptochrome 4 acts as a sensor protein. The study was published in the journal Proceedings B of the Royal Society.

Proteine in Zellen präzise zu beobachten ist für viele Forschungszweige extrem wichtig, war bisher jedoch eine große technische Hürde – vor allem in lebenden Zellen, denn die dafür nötige fluoreszente Markierung musste an jedes Protein einzeln angebracht werden. Der Forschungsgruppe um Stefan Kubicek am CeMM ist es nun gelungen, diese Hürde aus dem Weg zu räumen: Mit einem Verfahren, dass sie „vpCells“ getauft haben, lassen sich viele Proteine gleichzeitig mit fünf verschiedenen Fluoreszenzfarben markieren. Die Studie wurde im Fachjournal Nature Cell Biology (DOI: 10.1038/s41556-024-01407-w) veröfffentlicht, und die Bilder sind öffentlich zugänglich auf vpcells.cemm.at.

Das medizinisch bedeutsame Protein Frataxin sorgt dafür, dass die Herstellung von lebenswichtigen Eisen-Schwefel-Proteinen schnell und präzise erfolgt. Das hat eine Kooperation dreier Forschungsgruppen unter Marburger Leitung herausgefunden, indem sie anaerobe Kryo-Elektronenmikroskopie, biochemische Verfahren und Mössbauer-Spektroskopie kombinierte. Das Team berichtet im Forschungsmagazin „Nature Communications“ über seine Ergebnisse.

Prof. Dr. Fan Liu from the Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) has recently received several awards for her contributions to the field of cross-linking mass spectrometry. The scientist is dedicated to better understanding the interactions between proteins at the cellular level. Additionally, she is developing methods and standards to refine this complex and indispensable technology for many research questions, making it more broadly applicable.

Prof. Dr. Fan Liu vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) erhielt für ihre Leistungen auf dem Gebiet der Quervernetzungs-Massenspektrometrie zuletzt mehrere Auszeichnungen. Die Wissenschaftlerin hat sich der Aufgabe verschrieben, Interaktionen zwischen Proteinen auf zellulärer Ebene besser zu verstehen. Zudem entwickelt sie Methoden und Standards, um die komplexe und für viele Forschungsfragen unverzichtbare Technologie zu verfeinern und breiter anwendbar zu machen.

Recent research underscores the critical role of adipocytes in storing fat, vital for organismal survival. Dysfunctional adipocytes can lead to metabolic disorders like type 2 diabetes and fatty liver disease, highlighting the importance of understanding lipid storage mechanisms. A team of scientists led by Helmholtz Munich have developed a novel approach merging proteomics with machine learning to map dynamic changes during adipogenesis. This method reveals new insights into protein regulation, offering potential targets for managing metabolic diseases.

Forschende der LMU und des Exzellenzclusters SyNergy haben analysiert, wie sich das Proteom bestimmter Hirnzellen im Alter verändert.

Viele wichtige Medikamente, wie Antibiotika und Krebsmedikamente, stammen von Naturstoffen aus Bakterien ab. Die bakteriellen Enzyme, die diese Wirkstoffe produzieren, gelten wegen ihres Baukastenprinzips als ideale Werkzeuge für die Synthetische Biologie. Durch Erforschung der Protein-Evolution fand ein Team um Prof. Dr. Helge Bode „Fusionsstellen“ nach dem Vorbild der Natur, die eine schnellere und gezieltere Wirkstoffentwicklung ermöglichen.

Adhesion GPCRs are a group of G protein-coupled receptors associated with many bodily functions and diseases in humans. Scientists at Leipzig University have discovered a new receptor – which they have named “mayo” – and found that it influences the development of the small intestine and heart function in fruit flies, and that these phenomena may also be relevant in humans. Their findings have now been published in the journal Cell Reports.

Adhäsions-GPCRs sind eine Gruppe von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die mit vielen Körperfunktionen und Krankheiten des Menschen in Verbindung gebracht werden. Wissenschaftler:innen der Universität Leipzig haben einen neuen Rezeptor namens Mayo entdeckt und herausgefunden, dass dieser die Entwicklung des Dünndarms sowie die Herzfunktion bei Fruchtfliegen beeinflusst und diese Phänomene auch beim Menschen relevant sein könnten. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Cell Reports“ veröffentlicht worden.