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News: Wie am Schnürchen

Telomere heißen die Endstücke der Chromosomen, die bei jeder Teilung immer kürzer werden und damit die Lebenszeit der Zelle begrenzen - wenn nicht das Enzym Telomerase die fehlenden Stücke immer wieder ergänzt. Doch auch ein künstliches Enzym schafft diese lebensverlängernde Verlängerung.
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Stück für Stück verkürzt sich der Lebensfaden. Denn bei jeder Zellteilung wird ein kleines Endstück des Chromosoms quasi konstruktionsbedingt nicht mit verdoppelt. Damit dabei nicht wertvolle Information verloren geht, besteht dieses Endstück – das Telomer – aus ständigen Wiederholungen der Basensequenz TTAGGG. Sobald die Telomere nach etlichen Zellteilungen verbraucht sind, ist die Zeit für die Zelle abgelaufen.

Bei den meisten Körperzellen tickt so gnadenlos die Uhr; manche Zellen, wie etwa die Keimzellen, müssen jedoch überleben. Als Lebensverlängerer wirkt hierbei das Enzym Telomerase, das die abgeknabberten Enden der Chromosomen immer wieder neu ergänzt. Doch zum Leidwesen der Biochemiker erweist sich dieses Enzym als äußerst sensibel: Wird es aus der Zelle isoliert, verliert es meist sehr schnell seine lebensverlängernde Aktivität.

Ulf Lindström von der Stanford University versuchte nun, eine künstliche Telomerase zusammenzubauen. Dabei bedienten er und seine Kollegen sich eines Enzyms, das eine ähnliche Aufgabe wie die Telomerase erfüllt, aber wesentlich genügsamer ist: die DNA-Polymerase. Dieses Enzym tritt in Aktion, sobald die Zelle vor der nächsten Teilung ihr genetisches Material verdoppelt. Wie ein Reißverschluss trennt sich dabei die DNA-Doppelhelix auf, sodass die DNA-Polymerase die fehlenden Nucleotide der komplementären Stränge ergänzen kann.

Jetzt mussten die Wissenschaftler ihre DNA-Polymerase nur noch dazu bringen, auch als Telomerase ihr Werk zu vollbringen. Dazu hefteten sie ein kleines, ringförmiges, einzelsträngiges DNA-Molekül an das Enzym. In diesem DNA-Ring wiederholten sich immer wieder sechs Basen: AATCCC. Und das sind genau die zur Telomersequenz komplementären Basen.

Losgelassen auf menschliche Chromosomen setzte sich das Konstrukt zunächst an deren Enden und begann hier mit seiner Synthesearbeit. Als Bauvorlage diente jedoch nicht – wie bei der Chromomenverdopplung – der komplementäre Strang, sondern der mitgebrachte DNA-Ring. Indem das Enzym den Ring ständig im Kreis drehte, las es jeweils die gleichen Basen ab und ergänzte so Stück für Stück das Chromosomenende. Ein künstliches Telomer entstand.

Ob die Forscher mit ihrem künstlichen Enzym den Schlüssel für ein längeres Leben in der Hand halten, lassen sie offen. Vielmehr sehen sie ihren Chromosomenverlängerer, der bisher nur im Reagenzglas und nicht in der lebenden Zelle arbeitet, als hilfreiches Werkzeug, um den Geheimnissen der Telomere besser nachgehen zu können.

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