Schlagwort-Archiv: Methylierung

Epigenetische Modifikation

Zwei weitere Zeichnungen für den Einführungsteil des Buches: epigenetische Modifikation der DNA (Cytosin-Methylierung, oben) und der Histone (z. B. Serin-Phosphorylierung und Lysin-Acetylierung, unten).

P1170268_Methylierung_CpG_650P1170271_Histonmodifikation_Phosposerin_Acetyllysin_650Ein Nukleosom besteht aus je zwei H2A-, H2B-, H3- und H4-Histonen, wobei die Scheibe von beiden Seiten gleich aussieht (d. h. hinter dem vorderen H3 steckt ein H4 usw.). Die DNA, die in den Chromosomen als linksgängige Superhelix gut anderthalb Mal um das Nukleosom gewunden ist, ist hier nicht dargestellt.

Der N-Schwanz des H3 ist am längsten und weist die meisten Phosphorylierungs- (P), Methylierungs- (Me), Acetylierungs- (Ac) und Ubiquitinierungsstellen (Ub) auf.

Quelle für den unteren rechten Teil: J Füllgrabe, N Hajji and B Joseph (2010): Cracking the death code: apoptosis-related histone modifications, Abb. 1

DNA-Schleifen und Steuerungssequenzen mit Fernwirkung

Neue Skizzen fürs Buch; Erläuterungen folgen dort:

Immunologische Meldungen, Februar und März 2012

Aus Zeitgründen diesmal nur Überschriften mit Links und wörtlich vom VBIO bzw. vom Portal Pflanzenforschung.de übernommenen Anreißern – noch ist das Leistungsschutzrecht ja nicht in Kraft. Im Anschluss an die Anreißer ggf. ein kurzer Kommentar von mir.

Februar 2012:

Neuer Mechanismus zur Abwehr von Viren und Krebs
„Forschergruppen der Charité und des Deutschen Rheuma-Forschungszentrums Berlin sowie der Universität Genf haben einen grundlegend neuartigen Mechanismus entdeckt, wie Virusinfektionen unsere Körperabwehr zu Höchstleistungen anspornen. Diese Erkenntnisse eröffnen neue Möglichkeiten zur Impfstoffentwicklung gegen Infektionskrankheiten und Krebs.“ – Interleukin 33 als Alarmin; Konzept der Alarmine evtl. wichtig für Schilderung des Ablaufs einer typischen Infektion/Immunreaktion im 1. Teil des Buches

Neue Möglichkeiten im Kampf gegen Autoimmunerkrankungen: Struktur des Immunoproteasoms aufgeklärt
„Ähnlich einem „Schredder“ zerlegt das Immunoproteasom Eiweiße in kleine Bruchstücke, die dann an der Oberfläche der Zelle präsentiert werden. Werden diese Eiweißteile als „körperfremd“ erkannt, vernichtet das Immunsystem die Zelle. Bei Autoimmunerkrankungen ist dieser Prozess gestört. Helfen könnte dagegen, das Immunoproteasom zu hemmen. Biochemikern der Technischen Universität München (TUM) gelang es nun erstmals, die Kristallstruktur des Immunoproteasoms aufzuklären und Angriffsstellen für neue Medikamente aufzuzeigen.“ – evtl. wichtig für Schilderung des Ablaufs einer typischen Infektion/Immunreaktion im 1. Teil des Buches   Weiterlesen

Immunologische und virologische Meldungen des VBIO, Sept./Okt. 2011

Statt selbst viel zu schreiben, verweise und verlinke ich einfach auf einige Meldungen, die mir in letzter Zeit in den Newslettern des Biologenverbandes aufgefallen sind:

Erster Nachweis für Viren in der Erdgeschichte: Paget-Krankheit bei Dinosaurier entdeckt
Die Frage, wie alt Viren sind, wird im Autoimmunbuch angeschnitten werden: Eine lange Koevolution zwischen Viren und unseren Vorfahren, bei der endogenisierte Viren Funktionen im Immunsystem übernommen haben, setzt ja voraus, dass es Viren schon sehr lange gibt.

Programmierter Zelltod bei Morbus Crohn
Ein Forschungsteam um Claudia Günther und Christoph Becker (Uniklinik Erlangen) veröffentlichte am 15. September 2011 in Nature einen Artikel, dem zufolge das Fehlen des Enzyms Caspase-8 bei Patienten mit CED zu einem übermäßigen „Selbstmord“ (Apoptose) von Panethzellen im Darm und damit zu einer größeren Durchlässigkeit des Darmepithels für Bakterien führt.   Weiterlesen

The Epigenetics of Autoimmune Diseases, Kap. 17: Sexualhormone

Für die DNA-Transkription müssen die Nukleosomen umgebaut werden.

Notizen zum 17. Kapitel des Buches von Moncef Zouali (Hg.); noch nicht allgemein verständlich aufbereitet

Virginia Rider und Nabih I. Abdou, “Hormones: epigenetic contributors to gender-biased autoimunity”, in M. Zouali (Hg.), “The Epigenetics of Autoimmune Diseases”, Wiley-Blackwell 2009

Einführung

Zwar werden die Grundlagen für die immunologische Selbsterkennung schon früh in der Entwicklung gelegt, aber bei Erwachsenen muss diese Selbsttoleranz durch bestimmte Schlüsselfaktoren aufrecht erhalten werden. Denn autoreaktive T-Zellen mit schwachen Antigenrezeptoren können der klonalen Selektion entgehen, und somatische Mutationen könnten B-Zellen mit autoreaktiven Antigenrezeptoren erzeugen. Ein Verlust der Selbsttoleranz tritt bei Frauen erheblich häufiger auf als bei Männern. Systemischer Lupus erythematodes (SLE) trifft Frauen im fortpflanzungsfähigen Alter 9 mal öfter als Männer.   Weiterlesen

Ist die Methylierung von Lysin 27 im Histon H3 wirklich ein epigenetischer Marker?

In einem kritischen Kommentar für The Scientist hinterfragt der Harvard-Genetiker Robert E. Kingston die weit verbreitete Überzeugung, dass die Methylierung der Aminosäure Lysin an Position 27 der Polypeptidkette des Histons H3 ein epigenetischer Marker sei, der das Ablesen eines Gens verhindert und bei der Replikation des DNA-Doppelstrangs stabil vererbt wird. Wie dieser Einbau von neuem, entsprechend methyliertem Histon an exakt der richtigen Stelle der neu synthetisierten DNA funktionieren soll, ist nämlich – anders als bei epigenetischen Modifikationen an spezifischen Sequenzen der DNA selbst – alles andere als klar.

Kingston zufolge wäre es sehr zu wünschen, dass diese Annahme bald durch Versuche überprüft wird, bei denen man das Lysin an Position 27 durch eine andere Aminosäure ersetzt. Leider gibt es sowohl im Drosophila- als auch im Mäuse-Genom jeweils über 20 H3-Gene, was solche Versuche massiv erschwert, denn man müsste entweder überall die richtige Punktmutation herbeiführen oder die nicht mutierten Gene stilllegen.

Ob sich jemand diese Mühe machen wird, solange die Mehrheit der Kollegen an dem „Glaubenssatz“ von den stabil vererbten epigenetischen H3-Markern festhält? Kingston mahnt: „Der Umstand, dass eine Hypothese einleuchtend klingt, enthebt uns nicht der Notwendigkeit, sie so streng wie möglich zu prüfen.“

Frank Ryan: Virolution – Die Macht der Viren in der Evolution, Kap. 7

Fortsetzung meiner Exzerpte von Kap. 5 und Kap. 6, ebenfalls noch nicht allgemeinverständlich aufbereitet

7. Machen endogene Retroviren uns krank?

Mutationen können in Wirbeltiergenen neue Stopcodons erzeugen, also jene Drei-Basen-Signale, die der Transkriptionsmaschinierie im Zellkern das Ende eines Gens anzeigen. Ein Stopcodon mitten in einem Gen sorgt dafür, dass die Messener-RNA zu kurz gerät und normalerweise nicht als Bauanleitung für ein funktionsfähiges Protein dienen kann.

Dasselbe kann auch in den Gensequenzen endogener Retroviren geschehen, aber diese können durch Rekombination mit dem Erbgut weiterer endogener oder exogener Viren repariert und somit „wiederbelebt“ werden. (Rekombination ist auch für die Häufigkeit und Heftigkeit von Grippe-Epidemien verantwortlich: Das „Schweinegrippe“-Virus beispielsweise ist ein Patchwork aus Menschen-, Schweine- und Vogelviren aus Nordamerika, Europa und Asien.) Zudem kann eine durch ein Stopcodon verkürzte virale Sequenz im holobiontischen Genom einfach eine neue Funktion übernehmen.   Weiterlesen

The Epigenetics of Autoimmune Diseases, Kap. 8: Stress und Schilddrüsen-Autoimmunität

Notizen zum 8. Kapitel des Buches von Moncef Zouali (Hg.), Autor: Agathocles Tsatsoulis; noch nicht allgemein verständlich aufbereitet

Einführung

Schilddrüsen-Autoimmunkrankheiten wie Hashimoto-Thyreoiditis oder Morbus Basedow stellen sich ein, wenn das Immunsystem seine Toleranz gegen Selbst-Antigene in der Schilddrüse einbüßt. Ob es zu Morbus Basedow und damit zu einer Überfunktion (Hyperthyreose) kommt oder zu Hashimoto-Thyreoiditis und damit langfristig zu einer Unterfunktion (Hypothyreose), wird wohl nicht nur durch genetische Faktoren beeinflusst, sondern auch durch epigenetische Effekte, die wiederum von Umweltfaktoren wie Stress verändert werden können.

Stress wirkt über neuroendokrine Signale (Hormone) auf das Immunsystem. Während einer Stressreaktion werden die Hypothalamus-Hypophysen-Achse und das sympathische Nervensystem aktiviert, was zu Erhöhungen der Glucocorticoid- und Katecholamin-Konzentrationen führt. Beide Systeme sollen den Stressoren entgegenwirken und die Homöostase erhalten.

Lange glaubte man, Stresshormone – vor allem Glucocorticoide – würden allgemein immunsuppressiv wirken, doch Stress wirkt unterschiedlich aufs Immunsystem.   Weiterlesen

Moncef Zouali (Hg.), The Epigenetics of Autoimmune Diseases – Vorwort

Dieses 2009 bei Wiley-Blackwell erschienene Fachbuch, das zum Glück in der Deutschen Zentralbibliothek für Medizin in Köln zu entleihen ist, wird mich noch eine ganze Weile beschäftigen – so sehr ballen sich auf über 400 Seiten die Informationen über die Schnittmenge zwischen der Erforschung der Autoimmunkrankheiten und dem „shooting star“ unter den biologischen Disziplinen, der Epigenetik.

Ich werde die 23 Kapitel peu à peu durcharbeiten und ihre Kernaussagen hier vorstellen. Dabei bemühe ich mich noch nicht um Allgemeinverständlichkeit; es handelt sich eher um leicht geglättete Exzerpte. Erläutert werden die Fachbegriffe und Sachverhalte später in Beiträgen der Kategorie „Neues vom Buch“ und in meinen Videobeiträgen.   Weiterlesen