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News: Stille Gene melden sich zu Wort

Bislang dachte man, stille Gene hätten einfach nicht viel zu sagen. Doch nach einer hitzigen Aufforderung nehmen sogar die Gene, die in einer dichten Hülle aus Heterochromatin verschnürt sind, rege am Geschehen teil. Und die Zellen leben länger. Vielleicht ein neuer Jungbrunnen gegen das unvermeidliche Alter?
Damit die Unmengen an Bausteinen unsere Erbsubstanz überhaupt in ein so filigranes Gebilde wie die Zelle passen, müssen sie kunstvoll verpackt und aufgewickelt sein. Dies bewerkstelligen die Histonproteine, von denen vier verschiedene Typen den DNA-Faden erst einmal zu einem perlförmigen Nucleosom zusammenrollen, um ihn dann in mehreren Schritten noch dichter zum endgültigen Chromosom zu packen. So fest verschnürt kann aber die Information nicht abgelesen werden. Beim Ableseprozess wird das Knäuel daher wieder gelockert. Doch manche Abschnitte, als Heterochromatin bezeichnet, öffnen sich nie weit genug. Die hier gelegenen Gene bleiben somit still, da sie nicht transkribiert werden.

So dachten die Molekularbiologen zumindest bisher. Heizt man den Zellen aber ein bisschen ein, so wie David Gross und sein Kollege Edward Sekinger vom Louisiana State University Health Science Center, erwachen die stummen Gene zum Leben. Als Untersuchungsobjekt wählten die Forscher die einzellige Hefe, die trotz aller Unterschiede viele Gene mit den Menschen gemeinsam hat. Statt den üblichen angenehmen 30 Grad Celsius setzten sie die Zellen 39 Grad Celsius aus. Dies riss die Hefe aus ihrem "Winterschlaf", und sie kurbelte die Produktion der hitze-sensitiven Gene um das 500fache an.

Messen konnten die Forscher die erhöhte Aktivität über die so genannte messenger-RNA (mRNA). Die exakte Kopie der im Zellkern verbleibenden Erbinformation wird nach ihrer Bildung durch den Enzymkomplex RNA-Synthetase ins Cytoplasma transportiert und kommt hier mit den Proteinfabriken der Zelle, den Ribosomen, in Kontakt. Auch bei eigentlich stillgelegten Genen war der Kopierprozess, der zur mRNA führt, nun im Gange. Die höhere Temperatur scheint einigen Proteinen ziemlich einzuheizen, die sonst die scheinbar unüberwindliche Hürde des Heterochromatins nicht überwinden können. Beteiligt hieran ist etwa das Protein Sir2.

Auswirkungen hat dies offensichtlich auch auf die Lebensspanne der Zelle. Denn Hefezellen, die sich sonst nur etwa 25 Mal in ihrem Leben teilen, erhöhen ihre Zellteilungen um 30 Prozent, wenn die doppelte Konzentration des Proteins Sir2 vorhanden ist. Losgelöst von eventuellen Konsequenzen fürs Altern könnten diese Ergebnisse auch erklären, warum manche Zelle verwundbarer für Fieber und giftige Chemikalien sind – und wie man die negativen Effekte dieser Prozesse kontrollieren kann.

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