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MELDUNG/023: Nachrichten aus Forschung und Lehre vom 16.12.09 (idw)


Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilungen


→  Neue Anwendungen in lebenden Zellen
      Nanobodies verändern die Form und Funktion von Proteinen
→  Neues Mittel im Kampf gegen Hautkrebs und Hautalterung
→  Zentrum für Gesundheitswirtschaft und -recht an der Fachhochschule Frankfurt gegründet

Raute

Ludwig-Maximilians-Universität München - 14.12.2009

Neue Anwendungen in lebenden Zellen

Nanobodies verändern die Form und Funktion von Proteinen

Binden Antikörper des Immunsystems an Proteine, können sie deren Form - und damit auch die Funktion dieser Moleküle - verändern. Einem LMU-Team um Professor Heinrich Leonhardt vom Biozentrum, Professor Karl-Peter Hopfner vom Genzentrum und dem Biologen Dr. Ulrich Rothbauer, Geschäftsführer des Biotechnologieunternehmen ChromoTek, gelang hier nun ein Durchbruch: Die Forscher konnten zeigen, dass unkonventionell kleine Antikörper, die sogenannten Nanobodies, die Eigenschaften des Grün Fluoreszierenden Proteins, kurz GFP, mit unerwarteter Präzision modifizieren.

GFP wird mit anderen Proteinen fusioniert, um diese in lebenden Zellen verfolgen zu können. Die Einsatzmöglichkeiten des Moleküls erweitern sich nun mit Hilfe der Nanobodies beträchtlich. Ganz neuartige experimentelle Ansätze sind zudem denkbar, weil die Studie auch zeigen konnte, wie die Nanobodies im strukturellen Detail auf die Proteine wirken.(Nature Structural and Molecular Biology online, 13. Dezember 2009)

Antikörper sind spezialisierte Moleküle, die Fremdkörper im Organismus als Ziele für eine Immunattacke markieren. Weil sie hochspezifisch an fast jede chemische Struktur binden können, werden sie auch in der Forschung und in der Therapie genutzt. Konventionelle Antikörper aber sind zu groß, um in lebenden Zellen zum Einsatz zu kommen. Eine Alternative bieten Kamele und ihre südamerikanischen Verwandten, die Alpakas Guanakos, Lamas und Vicunjas: Diese Tiere produzieren auch sehr viel kleinere Antikörper, aus deren Erkennungsdomäne sogenannte Nanobodies gebildet werden, die auch in Zellen funktionieren.

Das LMU-Team arbeitete mit Kollegen der TU Darmstadt, der Freien Universität in Brüssel und des LMU-Spinoffs ChromoTek zusammen, um Nanobodies zu erzeugen, die spezifisch auf GFP reagieren: Zunächst wurden Alpakas mit GFP immunisiert. Dann wurde die genetische Information für Antikörper - auch jener, die GFP erkennen - in Bakterien übertragen. "Diese Antikörperfragmente wurden dann von den Bakterien synthetisiert und konnten getestet werden, ob sie an GFP binden", erklärt Rothbauer. "Insgesamt konnten wir sieben passende Nanobodies auf diesem Weg identifizieren."

GFP ist geformt wie eine Tonne, die an beiden Enden offen ist. In ihrem Inneren bildet sich spontan das sogenannte Chromophor. Diese lichtabsorbierende Struktur ist für die Erzeugung der Fluoreszenz nötig. Die Absorption von Licht lässt grüne Fluoreszenz entstehen, wobei die Antwort von der genauen Konformation des Proteins abhängt. Zwei Nanobodies hatten einen deutlichen Einfluss auf diesen Zusammenhang. "Ein Nanobody verstärkte durch seine Bindung die Fluoreszenz um das Fünffache", berichtet Rothbauer. "Der andere hat sie dagegen um den Faktor vier reduziert, so dass wir das Signal ein- und ausschalten konnten." Wie dies gelingt, zeigten Strukturanalysen am Genzentrum der LMU. "Unsere Untersuchungen haben ergeben, dass ein Nanobody eine bestimmte Region des Proteins näher an das Chromophor drückt, während der andere es eher wegschiebt", sagt Erstautor Axel Kirchhofer.

In einem weiteren Experiment prüften die Forscher, ob der verstärkende Nanobody auch als Sensor für GFP-fusionierte Proteine in der Zelle dienen könnte. Dazu nutzten sie Zellen, die einen GFP-gebundenen Hormonrezeptor im Zellinneren produzieren. Der Nanobody wurde dagegen an der Innenseite der Membran des Zellkerns synthetisiert. Die Zugabe des passenden Hormons ließ dann den Rezeptor in den Zellkern wandern. "Wir konnten diesen Prozess durch eine Messung der Fluoreszenz verfolgen, die durch die Bindung des Nanobody an das GFP induziert wurde", so Rothbauer. "Diese erfolgreiche Kooperation zwischen Zell- und Strukturbiologen hat den Nachweis geliefert, dass Nanobodies verschiedene Proteinkonformationen erkennen, induzieren und stabilisieren, was sie für den Einsatz in lebenden Zellen prädestiniert." (PH/suwe)

Publikation:
"Modulation of protein properties in living cells using nanobodies"
Axel Kirchhofer, Jonas Helma, Katrin Schmidthals, Carina Frauer, Sheng Cui, Annette Karcher, Mireille Pellis, Serge Muyldermans, Corella Casas Delucchi, M. Cristina Cardoso, Heinrich Leonhardt, Karl-Peter Hopfner and Ulrich Rothbauer
Nature Structural and Molecular Biology online, 13. Dezember 2009

Ansprechpartner:
Dr. Ulrich Rothbauer
Biozentrum der LMU und ChromoTek GmbH
E-Mail: u.rothbauer@lmu.de

Prof. Dr. Karl-Peter Hopfner
Genzentrum der LMU
E-Mail: hopfner@lmb.uni-muenchen.de

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/pages/de/institution114

Quelle: Ludwig-Maximilians-Universität München, Luise Dirscherl, 14.12.2009

Raute

Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UK S-H) - 15.12.2009

Neues Mittel im Kampf gegen Hautkrebs und Hautalterung

Dermatologe vom UK S-H, Campus Lübeck, forscht zur Rolle von Melatonin als Antioxidanz

Melatonin, bekannt v.a. als "Schlafhormon" oder Anti-Jetlag-Substanz, ist auch ein starkes Antioxidanz, welches krebserregende freie Radikale im menschlichen Körper unschädlich machen kann. Die antioxidative Wirkung von Melatonin bewirkt, dass DNS-Schäden (Schäden der Erbsubstanz), die zu UV-bedingtem Hautkrebs führen können, deutlich reduziert werden. Das geht aus verschiedenen Untersuchungen hervor, deren Ergebnisse PD Dr. Tobias W. Fischer, Oberarzt am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein in der Klinik für Dermatologie, Allergologie und Venerologie am Campus Lübeck, jetzt in seiner Habilitationsschrift vorgelegt hat.

Fischer hat innovative Erkenntnisse zur Rolle von Melatonin bei der Prävention von Hautkrebs und Hautalterung gewonnen. "Zurzeit arbeiten wir noch auf Ebene der Grundlagenforschung, aber es ist durchaus denkbar, dass Melatonin in absehbarer Zukunft bei der Hautkrebs-Prävention in der klinischen Praxis am Menschen zum Einsatz kommt", erläutert der Wissenschaftler und Arzt. "Melatonin könnte als Creme aufgetragen werden und durch die Unterdrückung der Bildung von freien Radikalen dazu beitragen, dass der weiße Hautkrebs gar nicht erst entsteht und Alterungsprozesse der Haut aufgehalten werden" so PD Dr. Tobias Fischer.

"Wir konnten im Zellmodell nachweisen, dass die antioxidative Wirkung von Melatonin wesentlich intensiver ist als die von Vitamin E oder C", berichtet Fischer. Als physiologischer Hautschutz könnte sich Melatonin besonders für organtransplantierte Patienten eignen, die auf die Einnahme von Immunsuppressiva angewiesen sind und ein erhöhtes Risiko haben, weißen Hautkrebs zu entwickeln. Dokumentiert hat Fischer in seinen Untersuchungen auch die Rolle von Melatonin in malignen Melanomzellen (schwarzer Hautkrebs). Hier konnte gezeigt werden, dass Melatonin das Wachstum der Tumorzellen hemmen kann.

Insgesamt ist es Fischer gelungen, eine neue Rolle von Melatonin als Antioxidanz und zellprotektive Substanz bei UV-induziertem oxidativen Stress und Zellschäden für die Haut zu definieren. Somit konnte Melatonin als ein hochwirksames und vielversprechendes Molekül in der Dermatologie etabliert werden. Die Untersuchung der funktionellen Rolle von Melatonin am Menschen mit der Perspektive, diese in klinischen Studien zu evaluieren, sind innovative Forschungsansätze, für die durch die grundlagenwissenschaftlichen Arbeiten von Fischer der Grundstein gelegt wurde.

Verantwortlich für diese Presseinformation:
Oliver Grieve
Pressesprecher des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein
Campus Kiel
Arnold-Heller-Straße 3, Haus 31, 24105 Kiel
Campus Lübeck
Ratzeburger Allee 160, Haus 1, 23538 Lübeck
E-Mail: oliver.grieve@uk-sh.de

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/pages/de/institution883

Quelle: Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UK S-H), Oliver Grieve, Pressesprecher, 15.12.2009

Raute

Fachhochschule Frankfurt am Main - 15.12.2009

Zentrum für Gesundheitswirtschaft und -recht an der Fachhochschule Frankfurt gegründet

Frankfurt. Das Zentrum für Gesundheitswirtschaft und -recht (ZGWR) wurde Anfang Dezember an der Fachhochschule Frankfurt am Main - University of Applied Sciences (FH FFM) gegründet. Es soll unter anderem für Gesundheitsunternehmen, Krankenkassen, die Politik und die interessierte Öffentlichkeit als Ansprechpartner zu wirtschaftlichen und rechtlichen Aspekten des Themenbereichs Gesundheit dienen.

Ziel sei es, die Kompetenzen aus Gesundheitswirtschaft, -ökonomie und -recht zu bündeln, so ZGWR-Direktor Thomas Busse. "Zudem sollen Forschungsvorhaben vorangetrieben, wissenschaftliche Tagungen und Kongresse durchgeführt und Politik- und Institutionenberatung zu den Themen Gesundheitswirtschaft und -recht angeboten werden", erklärte Hilko J. Meyer, der zusammen mit Busse zum Direktor des ZGWR gewählt wurde. Die beiden Professoren gelten als ausgewiesene Fachleute im Bereich Gesundheitswirtschaft und -recht, deren Vortrags- und Beratungskompetenz weit über die Grenzen der Stadt Frankfurt hinaus gefragt ist, heißt es seitens der FH FFM. Thomas Busse übernimmt zum 1. Januar 2010 die Geschäftsführung des ZGWR.

Das Kompetenzzentrum ist eine gemeinschaftliche Einrichtung der Fachbereiche 3: Wirtschaft und Recht sowie 4: Soziale Arbeit und Gesundheit. Die interdisziplinäre Ausrichtung des ZGWR trägt dem wachsenden Bedarf an praxisorientierter Forschung und Weiterbildung im Bereich Gesundheitswesen Rechnung. Frankfurt und die Rhein-Main-Region verfügen über ein hohes Aufkommen an Gesundheitseinrichtungen und Anbietern von Gesundheitsleistungen, die zum Teil einem umfassenden Wandel - etwa hinsichtlich Strukturierung, Finanzierung sowie Qualitätssicherung - unterliegen.

Ansprechpartner:
Thomas Busse
E-Mail: busse@fb4.fh-frankfurt.de
Hilko J. Meyer
E-Mail: meyer@fb3.fh-frankfurt.de

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung:
http://idw-online.de/pages/de/institution295

Quelle: Fachhochschule Frankfurt am Main, Sarah Blaß, 15.12.2009

Raute

Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 17. Dezember 2009