Forscher Preisgeben Eine Form Von Leben, Der Wir So Bislang Nein Kannten
Archaeen vom Typ Haloferax volcanii. | Copyright/Quelle: nottingham.ac.uk
Nottingham (England) - Anhand einer bereits 2010 entdeckten Archaeenart haben Gelehrte die University of Nottingham einen Replikationsmechanismus entdeckt, mit die sich selbst die rudimentäre Lebensform den bekannten normalen Formen die Replikation entzieht. Die Entdeckung, so hoffen die Forscher, könnte zu neuen Erkenntnissen darüber führen, wie fehlerhafte Zellen - etwa bei Krebs - sich selbst unkontrolliert vermehren können.
Wie die Forscher fast Dr. Thorsten Allers aktuell hinein Fachjournal "Nature" (DOI: 10.1038/nature12650) berichten gehört Haloferax volcanii zur Privathaushalt einzelliger Organismen, sogenannter Archaeen, sowie wurde noch bis vor kurzem für eine Form von Bakterien gehalten.
Die Veröffentlichung fällt mit dem 50. Jubiläum die Vorstellung die sogenannten Replicon-Hypothese von François Jacob (der später dem Medizin-Nobelpreis erhielt) sowie Sydney Brenner zusammen, die bestimmte Aspekte die Zellteilung von Bakterien erläutern soll.
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"Wir können zeigen, dass bei einigen Organismen, die sogenannte Replikationsursprung (also jene Genomsequenz auf einem DNA-Molekül, eingeschaltet dem die Replikation die Desoxyribonukleinsäure beginnt) nicht nur gänzlich nutzlos ist sondern, dass entsprechende Zellen sogar schneller wachsen, wenn die Replikationsursprung überhaupt nicht vorhanden ist. Diese Entdeckung kommt völlig unerwartet sowie zwingt uns dazu einen die Stützpfeiler die DNA-Biologie neu zu überdenken", erläutert Allers.
Neben Bakterien sowie Eukaryoten bilden Archaeen eine die Domänen, in die jeder zellulären Lebewesen eingeteilt werden. Archaeen wurden original mitten extremen Umweltbedingungen entdeckt sowie können sowohl mitten extremen Höchst- als auch Tiefsttemperaturen, in hochgradig salzhaltigem wie auch in wirkungsvoll alkalischem Wasser überleben. Auf genetischer Ebene, sind Archaeen eher noch mit den Eukaryoten - sowie damit auch mit uns Menschen - verwandt als mit Bakterien.
Die salzliebenden Haloferax volcanii wurden 2010 hinein Toten See entdeckt sowie "obwohl sie zunächst wie Bakterien aussehen sowie sich selbst auch wie diese verhalten, sind Archaeen eher mit den Eukaryoten sowie damit auch mit uns Menschen verwandt als mit Bakterien", so Allers. "Wir schauen gewisse Ähnlichkeiten, wenn wir jene Enzyme betrachten, die für die DNA-Replikation verantwortlich sind. Das war auch die Grund, warum wir diese Systeme genauer erforschen wollten."
Salzablagerungen am Toten Meer. | Copyright: xta11, via Wikimedia Commons, CC-by-SA 3.0
"Wir haben hier zwar eine Form von Leben vor uns, nichtsdestotrotz eine Form von Leben, die wir so nicht kannten: Äußerlich schauen sie wie Bakterien aus nichtsdestotrotz hinein Innern gleichen sie uns."
"Was wir hier entdeckt haben ist, dass diese Form die Archaeen, das Replicon-Modell widerlegen, von die Forscher 50 Jahre hoch glaubten, dass es eine die Grundvoraussetzungen für das Leben sei", so Allers.
Laut dem Replicon-Modell, müssen jeder Lebewesen sich selbst zu reproduzieren zunächst ihre Desoxyribonukleinsäure kopieren, bevor sich selbst die Zelle verteilen kann. Dies geschieht eingeschaltet einer Vielzahl die obig beschriebenen Replikationsursprünge. Sind diese Replikationsursprünge bei Eukaryoten - etwa bei einem Menschen - beschädigt oder nicht vorhanden, so verhindert dies die Replikation sowie führt unweigerlich zum Zelltod.
Anders jedoch bei Haloferax volcanii, hier beginnt die Kettenreaktion die Zellteilung spontan sowie selbst dann, wenn die Replikationsursprünge geschädigt wurden oder gar nicht erstens vorhanden sind. In letzterem Fall, so demonstrieren es die Untersuchungen, läuft die DNA-Replikation sogar fast 10 Prozente schneller ab.
"Wir haben diesen Vorgang beobachtet sowie uns die ganze Zeit gefragt, wo dabei die Haken ist", kommentiert die Co-Autor die Studie, Dr. Conrad Nieduszynski. "Wir haben danach gesucht sowie gesucht, nichtsdestotrotz Nichts gefunden. "Die Zellen initiieren den Replikationsprozess durch eine Form die DNA-Reparatur, wie sie in uns allen veranlagt ist, nutzen diesen Vorgang jedoch zu einem anderen Zweck. Durch die Anwendung dieses Mechanismus, setzt die Replikation eingeschaltet mehreren Orten rund fast die Chromosome zur gleichen Zeit ein.
Da es den Anschein hat, dass Haloferax volcanii die sonst so notwendigen Replikationsursprünge nicht benötigt, trauen die Wissenschaftler, dass es sich selbst bei diesen in den Archaeen fast ein "egoistisches Gen" handelt, dessen Replikation keinerlei Verdienst für den Organismus selbst darstellt.
Für Menschen hingegen ist es zumal wichtig, dass wir den Prozedur die DNA-Replikation regulieren können, fast so sicher zu stellen, dass unsere Chromosome nur einmal kopiert werden, bevor sich selbst die Zelle teilt. Andernfalls würde dies jederzeit zu genetischen Erkrankungen, mitten anderem zu Krebs, führen.
Wenn sich selbst Krebszellen entwickeln, so passiert dies deshalb, dort diese Zellen aufgrund von Mutationen nicht länger das Kopieren die Genome regulieren können. Der Verlust die Replikationskontrolle führt dann zum Krebs, in dem mehr als nur Zwei Kopien die Chromosome erstellt werden - ähnlich, wie dies jetzt hinein Innern von Haloferax volcanii beobachtet wurde.
"Wissenschaftler glauben, dass Krebszellen ohne diese Form die Kontrolle sozusagen in einen primitiven Zellzustand verfallen" erläutert Allers abschließend. "Auf diese Gattung gleichen sie denn auch Haloferax volcanii. Eines die anderen Kennzeichen von Krebs ist, dass die schneller anwachsen als normale Zellen sowie den Körper somit schneller übernehmen können. Auch das gleicht dem, was wir bei Haloferax volcanii beobachten können: Wird die DNA-Replikation nicht reguliert, kommt es zu einem unausgewogenem Wachstum. Wenn wir daher zukünftig diese Mechanismen besser begreifen wollen, könnte uns Haloferax volcanii neue Einblicke dahingehend erlauben, wie Krebszellen den normalen Regulations- sowie Kontrollmechanismen entgehen können. Diese Projekt könnte dann vielleicht sogar dazu führen, dass neue Wege für das Abtöten von Krebszellen gefunden werden können, die normale Zellen nicht beschädigen."
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Quelle: nottingham.ac.uk
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