Viele Proteine, deren Funktion eigentlich als bekannt galt, beeinflussen zusätzlich die Transkription von Genen. Shaohui Hu und Zhi Xie von der Johns Hopkins School of Medicine in Baltimore haben gemeinsam mit ihren Kollegen 367 Proteine identifiziert, die spezifische DNA-Abschnitte erkennen können und so die Gene regulieren.
Trankskriptionsfaktor mit DNA-Doppelhelix | Indem der Transkriptionsfaktor (violett) mit der DNA interagiert, kann er regulieren, wie oft Gene abgelesen werden.
Hu und Xie analysierten 460 solcher spezifischen DNA-Abschnitte, von denen sie annahmen, dass sie für die Regulation von Genen eine Rolle spielen. Nicht alle Genprodukte werden von den Zellen gleich häufig benötigt. Deswegen kontrollieren bestimmte Proteine – die Transkriptionsfaktoren – wie oft einzelne Gene abgelesen werden, indem sie sich an die DNA binden. Um neue Transkriptionsfaktoren zu finden, testeten die Forscher die DNA-Abschnitte mit knapp 4200 Proteinen, die in der Zelle unterschiedlichste Funktionen haben.
Dabei fanden sie wie erwartet Interaktionen zwischen der DNA und Proteinen, die bereits als Transkriptionsfaktoren für ihre Rolle in der Genregulation bekannt waren. Außerdem entdeckten sie Wechselwirkungen der DNA mit ungewöhnlichen Partnern: 367 der Proteine hatten bekannte Aufgaben beispielsweise in den Mitochondrien oder bei der Signalübertragung. Dass sie auch eine Rolle bei der Kontrolle von Genen spielen, ist dagegen neu.
Damit könnten die Forscher im Hu und Xie eine Teilantwort auf eine der Grundfragen der Genforschung gefunden haben: Warum Menschen trotz ihrer höheren Komplexität beispielsweise im Vergleich zu Hefen nicht auch mehr Genkontrollproteine besitzen. Insgesamt kodiert das menschliche Genom für etwa 20 000 Proteine. Da bisher noch zu wenig über die genauen Mechanismen bekannt ist, mit denen Proteine an DNA binden, bleiben zur weiteren Aufklärung ihrer möglichen Zwei- und Drittfunktionen nur weitere Interaktionsanalysen, so die US-Forscher. (jvs)
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