Entdeckung von Schlüsselinformationen über die Zellfunktion zur Verbesserung der Krebsbehandlung

Forscher am Peter Mac Institute haben eine Antwort auf eine seit langem bestehende Frage zur Funktionsweise von Zellen gefunden, die in Zukunft zu besseren Krebsbehandlungen führen könnte.

Jede Zelle im menschlichen Körper besitzt die gleiche DNA, doch verschiedene Zellen erfüllen unterschiedliche Funktionen. Diese in der Fachzeitschrift Nature Genetics veröffentlichte Studie hilft zu erklären, wie dies möglich ist, und ihre Auswirkungen könnten weitreichend sein. Professor Mark Dawson, Arzt und Wissenschaftler und stellvertretender Forschungsleiter bei Peter Mac, zeigte sich begeistert von den neuen Erkenntnissen, die besser erklären, wie das Schicksal einer Zelle bestimmt wird.

„Die Zellfunktion ist das Ergebnis der Wirkung von Transkriptionsfaktoren, die unsere DNA scannen und bestimmen, welche Gene in welchem Ausmaß aktiviert werden sollen“, sagte er.

„Wir haben untersucht, wie diese Transkriptionsfaktoren die Maschinerie rekrutieren und bereitstellen, die zum Aktivieren von Genen erforderlich ist. Bislang wussten wir nicht, wie ‚Transkriptionsfaktoren‘ die richtige Maschinerie auswählen, um ein Gen zu lesen und auszudrücken.

„Dies ist eine seit langem bestehende Frage und wir freuen uns, zur Lösung eines Teils des Problems beigetragen zu haben, denn dieses Wissen darüber, wie genau Transkriptionsfaktoren Entscheidungen darüber treffen, welcher Mechanismus ein Gen aktiviert, liefert uns grundlegende Erkenntnisse über das Leben.“

Vergleichende CRISPR-Screenings identifizieren Kofaktoren, die für neun verschiedene Transkriptionsaktivatoren (ADs) erforderlich sind. Quelle: Nature Genetics (2024). DOI: 10.1038/s41588-024-01749-z

Die Studie zeigte, dass Transkriptionsfaktoren eine einzigartige Kombination von Komponenten zur Steuerung der Genexpression auswählen und so den gewünschten Effekt erzielen, sei es die Steuerung des Energieverbrauchs einer Zelle, die Auslösung einer Immunreaktion oder eine andere körpereigene Funktion. Professor Dawson sagte, dies könne mit dem Bau von Autos verglichen werden und erklärte, wie diese wichtige Entdeckung der Schlüssel zur Entwicklung besserer Behandlungsmöglichkeiten für eine Reihe von Krankheiten sei.

„Ein F1-Rennwagen ist ganz anders als ein Familien-Minivan oder sogar ein Traktor. Manche Autos sind für hohe Geschwindigkeiten konzipiert, andere für den Transport wertvoller Fracht und wieder andere für harte Arbeit“, sagte er.

„Wir haben festgestellt, dass das Gleiche für die Genexpression gilt und dass diese von den Komponenten bestimmt wird, die von Transkriptionsfaktoren rekrutiert werden. Diese können bestimmen, welche Gene sich schnell verändern können, beispielsweise wenn wir eine Infektion bekämpfen müssen und eine schnelle Reaktion benötigen, oder welche Gene langsam und stetig arbeiten müssen und Botschaften produzieren, die für die zelluläre Haushaltsfunktion notwendig sind.

„Das Verständnis, wie Transkriptionsfaktoren die Genexpression steuern können, ist unglaublich wichtig und wir hoffen, dass es uns in Zukunft bei der Behandlung verschiedener Krankheiten helfen wird.“

„Wenn wir an Krebs denken: Mutationen bei Krebs können einen Transkriptionsfaktor daran hindern, die richtigen Komponenten auszuwählen, um ein Gen korrekt zu exprimieren. Das ist, als ob die Teile eines Autos durcheinandergeraten wären und es nicht mehr zuverlässig funktionieren könnte.“

Dr. Charles Bell, ein Postdoktorand bei Peter Mac, sagte, sie hätten eine Plattform entwickelt, um die Funktion Tausender von Komponenten zu untersuchen, die von Transkriptionsfaktoren verwendet werden, um zu bestimmen, wie ein Gen exprimiert wird.

„Wir werden diese Plattform nun nutzen, um andere Prozesse im Zusammenhang mit der Genexpression zu verstehen“, sagte er.

„Die Antworten auf diese Fragen werden uns helfen, in Zukunft nicht nur neue Wege zur Behandlung von Krebs, sondern auch vieler anderer Krankheiten zu finden.“