Unbekannt mini-Proteine im Herzen
Ein team unter der Leitung von Professor Norbert Hübner die MDC-Forschungsgruppe beobachtet hat, dem menschlichen Herzen Zellen „protein-Fabriken“ in Aktion, der Untersuchung des gesamten Gewebes für die sehr erste Zeit. In einem Artikel, veröffentlicht in der Zelle, die Gruppe zeigt Ihre überraschende Entdeckungen und die Möglichkeiten, die Sie enthalten, die für die zukünftige Behandlung von Herz-Kreislauferkrankungen.
Das menschliche Herz birgt viele Geheimnisse. Und das nicht nur im übertragenen, seelischen Sinne; auch aus einer rationalen, wissenschaftlichen Standpunkt, wissen wir erstaunlich wenig über die Funktion der Muskel-organ, versorgt jede Zelle unseres Körpers mit Sauerstoff-und warum es manchmal nicht tun, was es soll.
Eine Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Cell hat jetzt Schuppen ein wenig mehr Licht auf dieses lebenswichtigen Organs. Ein internationales team von 56 Forscher von der MDC untersucht die Proteine durch die Ribosomen — unser Körper den zellulären protein-Fabriken in den Herz-Zellen, sowohl bei gesunden Menschen und Patienten mit Herz-Kreislauferkrankungen. Die Ergebnisse waren überraschend, und die Entdeckung einer großen Zahl von mini-Proteine waren zuvor völlig unbekannt.
Die Arbeit, die beteiligten Wissenschaftler aus Berlin, darunter mehrere Gruppen aus dem MDC und Charité, sowie Forscher aus Bad Oeynhausen, Göttingen, Hamburg, Münster, Australien, dem Vereinigten Königreich, Japan, den Niederlanden, Singapur und den Vereinigten Staaten.
DNA enthält weit mehr Blaupausen als bisher angenommen
Die DNA gespeichert, die im Zellkern jeder Zelle enthält einen bauplan für alle Proteine die der Körper selbst produziert. Die Produktion des proteins in zwei Schritten: Transkription und translation. Im ersten Schritt werden Kopien von DNA-Fragmenten hergestellt werden, die in form von messenger-RNAs (mRNAs), die dann verlassen die Zelle Zellkern. Im zweiten Schritt werden die Ribosomen aus einzelnen Aminosäuren schwimmen um in die Zelle zu erstellen, die die entsprechenden Proteine. Zwar hat es eine ganze Reihe von wissenschaftlichen Forschung in der Transkription, die vergleichsweise wenig bekannt ist über den Prozess der übersetzung.
„Mit Hilfe einer relativ neuen Technik, bekannt als Ribosom-profiling-oder Ribo-Seq, haben wir jetzt in der Lage zu bestimmen, zum ersten mal nicht nur in isolierten Zellen, sondern auch in der intakten menschlichen Herzgewebe, die mRNA-Websites das Ribosomen migrieren“, erklärt Dr. Sebastiaan van Heesch, Mitglied Professor Norbert Hübner die Genetik und Genomik von Herz-Kreislauf-Erkrankungen-Gruppe am MDC und führen Autor der Studie. „Mit speziellen algorithmen, wir waren dann in der Lage zu berechnen, welche Proteine produziert werden, in das Herz während der übersetzung.“
Mit dieser Technik entdeckten die Forscher eine ganze Reihe von kleinen, bisher unbekannten Proteinen. Eine weitere überraschende Entdeckung gemacht von van Heesch und das team war, dass viele der microproteins verschlüsselt wurden, von der RNAs, wurden nicht geglaubt zu haben-Kodierung Eigenschaften — d.h., nicht gedacht, um enthalten Anweisungen für den Bau der Proteine.
Die meisten mini-Proteine werden zur Energiegewinnung genutzt
Mit speziellen mikroskopischen Techniken, die Forscher waren dann in der Lage zu beobachten, dass Sie, einmal produziert, mehr als die Hälfte dieser microproteins zu migrieren, um die Mitochondrien-die Energie Kraftpakete unserer Zellen. „Dies bedeutet, dass Sie sind offensichtlich verwendet, im Herzen der Energieerzeugung Prozesse“, sagt Norbert Hübner. „Da viele Herzkrankheiten entstehen durch eine fehlerhafte Energie-Stoffwechsel, waren wir besonders daran interessiert, dieses Ergebnis.“
Um zu erkennen, mögliche Unterschiede zwischen den translatome (Gesamtheit der gebildeten Proteine) von erkrankten und gesunden Herzen, untersuchten die Wissenschaftler Gewebeproben von 65 Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie (DCM) – ein Zustand, in dem der Herzmuskel vergrößert wird. Die Proben wurden von den Patienten durch eine Biopsie während der geplanten Herz-Operationen. Das Gewebe von 15 gesunden Herzen wurde zum Vergleich herangezogen.
DCM, die erfordert, viele Patienten, die sich einer Herztransplantation an einem gewissen Punkt in Ihrem Leben, verursacht durch eine mutation im titin-gen — die größte und wichtigste Eiweiß des menschlichen Herzens. „Als Ergebnis dieser genetischen mutation, die ein stop-signal in der mRNA, erzählt die Ribosomen Ihre Arbeit abschließen können, bevor das titin ist abgeschlossen“, erklärt van Heesch. Jedoch, nicht alle Menschen, die diese mutation in Ihrer DNA tatsächlich entwickeln DCM.
Neue Ansätze für Herzkrankheiten am Horizont
Van Heesch und seine Kollegen untersuchen nun die Gründe für Ihre Entdeckungen. „Wir haben beobachtet, dass die Ribosomen können manchmal ignorieren Sie diese stop-signal und weiterhin unbeirrt mit titin-Produktion“, sagt der Forscher. Das Ziel ist es jetzt, erklärt er, ist, herauszufinden, die Umstände, unter denen dies geschieht. Van Heesch erklärt, dass es aufgrund der position in der genetischen Mutationen auf der mRNA -, aber es könnte auch das Ergebnis von Faktoren, die, einmal identifiziert, können behandelt werden.
Zusammen mit seinen Kollegen van Heesch hofft, um genauer zu untersuchen, die Rolle des neu entdeckten microproteins. „Diese Proteine scheinen evolutionär Recht jung“, sagt er. „Wir konnten nicht finden Sie in Maus-Herzen, zum Beispiel.“ Die Stoffe bieten somit ein weiterer Beweis, behauptet er, der, wie besonders das menschliche Herz ist. Darüber hinaus, der Wissenschaftler hofft, dass er eines Tages in der Lage sein zu verwenden, diese Proteine entweder für die Diagnose von Herz-Erkrankungen oder als Zielstrukturen für zukünftige Therapien, die wirksamer sein wird, als jemals zuvor in der Behandlung von einer Störung in der Herz-Energie-Stoffwechsel.
