13 forschungsnewsletter
Oktober 2006
Das Trojanische Pferd im Kampf gegen Krebs
Meiose: Wie kommt es zu Fehlern bei der Chromosomenverteilung?
Der kannibalisierte Shakespeare
Neue Professuren im September/Oktober 2006

         
 

Verena Jantsch-Plunger, Biochemikerin

Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans

  Meiose: Wie kommt es zu Fehlern bei der Chromosomenverteilung?  
 

Bei der Suche nach Ursachen von Krankheiten blickt man schon längst auf die kleinsten Bausteine im Körper. Mit der Charakterisierung von Genen, die eine Rolle bei der richtigen Aufteilung von Chromosomen bei der meiotischen Zellteilung spielen, beschäftigt sich die Elise-Richter-Preisträgerin Verena Jantsch-Plunger vom Department für Chromosomenbiologie. Die so gewonnenen Erkenntnisse sollen zu einem besseren Verständnis genetischer Risikofaktoren, die reduzierte Fruchtbarkeit und Geburtsfehler nach sich ziehen können, führen.

 

"In unserem Forschungsprojekt geht es darum, mit einem genetischen Modellsystem neue Gene zu identifizieren, die in der Teilung der Keimzellen – der Meiose – eine Rolle spielen", umreißt Mag. Dr. Verena Jantsch-Plunger vom Department für Chromosomenbiologie, Max F. Perutz Laboratories, das Projekt mit dem Titel "Charakterisierung des chis-1 Gens". Dieses wird in ganz spezieller Weise vom FWF gefördert: Jantsch-Plunger bekam im Mai eine der sieben Elise-Richter-Stellen für Senior-Post-doc-Wissenschafterinnen. Das Förderprogramm wendet sich an hoch qualifizierte Forscherinnen mit dem Ziel, sich anschließend um eine Professur zu bewerben. "Dass ich unter vielen ausgesucht wurde und man mir zuerkennt, dass ich mich in absehbarer Zeit habilitiere, ist eine große Ehre", freut sich die Biochemikerin, deren Forschungsvorhaben auch vom Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds (WWTF) mit Projektmitteln gefördert wurde.

Freude machen ihr auch Erfolge bei ihrem aktuellen Projekt. Kürzlich konnte ihr Team ein neues meiotisches Gen, das eine wichtige Rolle für den zeitlich geordneten Fortgang in der meiotischen Prophase I spielt, isolieren. Mutationen in diesem Gen zeigen negative Auswirkungen bei der Chromosomenaufteilung.

Einfacher, zweifacher …

Üblicherweise hat der Mensch zwei vollständige Chromosomensätze. Ausnahmen sind Eizellen und Spermien, die haploid sind, also nur über einen einfachen Chromosomensatz verfügen. Nur so ist die Vereinigung des mütterlichen und väterlichen Chromosomensatzes möglich, an dessen Ende wiederum ein zweifacher Chromosomensatz steht. Die Meiose gleicht die Verdoppelung der Chromosomenzahl nach der Befruchtung aus. Hier wird nicht nur der Chromosomensatz reduziert, sondern auch ein wechselseitiger Austausch von Fragmenten der väterlichen und mütterlichen Chromosomen ermöglicht und damit die genetische Verschiedenheit der Nachkommen bedingt.

… und dreifacher Chromosomensatz

Es gibt jedoch auch Trisomien: Hier sind einzelne Chromosomen dreifach vorhanden. Verdreifachung von Erbmaterial entsteht, wenn die Zellteilung gestört ist.  Die Folgen abnormaler Chromosomenverteilung sind unterschiedlich. Körperliche und kognitive Beeinträchtigungen können entstehen, die bekannteste darunter ist das Down-Syndrom. Hier haken ForscherInnen vom Department für Chromosomenbiologie ein: Was führt zu Störungen bei der meiotischen Zellteilung?

Fadenwurm Caenorhabditis elegans

Um das herauszufinden, arbeitet Verena Jantsch-Plunger mit einem tierischen Modellsystem, dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans: "Wir isolieren Würmer, die speziell im Prozess der Meiose einen Defekt haben, und schauen, was ihnen genau fehlt. Diese Erkenntnis erlaubt Rückschlüsse auf den normalen, gesunden Prozess", erklärt die Forscherin. Sehr viele Erkenntnisse, die man bisher zur Meiose hat, gewann man mit Hefemodellsystemen. Das tierische Modellsystem, auf das Jantsch-Plunger spezialisiert ist, bietet sich besonders an: Der Wurm ist günstig im Labor zu halten und der Verlauf der Meiose ist im Mikroskop gut studierbar.

Hundertprozentige Sicherheit gefragt

"Bei der meiotischen Teilung müssen in einem ersten Schritt mit hundertprozentiger Sicherheit alle Chromosomen von Vater und Mutter getrennt werden. In einem zweiten Schritt teilen sich die Chromosomen nochmals", erläutert Verena Jantsch-Plunger. Wichtig ist, dass für die Teilung im ersten Schritt der Meiose eine physische Verbindung jeweils zwischen zwei elterlichen homologen Chromosomen gebildet wird. Dadurch sind diese für den zellulären Teilungsapparat als ein zu trennendes Paar erkennbar.

Hier spielt das neue, oben genannte Gen eine wichtige Rolle. In Mutanten dieses neuen Gens kommt diese Verbindung nicht zustande. Ziel des Forschungsprojekts unter der Leitung der Elise-Richter-Stipendiatin Jantsch-Plunger ist es, die Funktionsweise dieses neuen Proteins zu analysieren.

Individuelle Risikofaktoren erkennen

Sind die genetischen Voraussetzungen für eine Krankheit bekannt, kann man das individuelle Risiko von PatientInnen besser abschätzen. "Noch sind wir weit von anwendbaren Ergebnissen entfernt, aber man kann hoffentlich bald vorhersagen, welche Frauen besonders gefährdet sind, Kinder mit Trisomien zu gebären oder eine durch Trisomien verursachte Fehlgeburt zu erleiden", so Jantsch-Plunger. Weiters wäre es spannend, sich mit Hilfe dieses genetischen Modellsystems anzusehen, wie sich "Umweltgifte" auf den Prozess der akkuraten meiotischen Chromosomensegregation auswirken.

Im Mai 2006 wurden erstmals vom Wissenschaftsfonds FWF die Elise-Richter-Stellen vergeben. Mag. Dr. Verena Jantsch-Plunger vom Department für Chromosomenbiologie, Max F. Perutz Laboratories, ist neben drei weiteren Forscherinnen der Universität Wien eine der sieben erfolgreichen Bewerberinnen. Sie widmet sich in ihrem Projekt der "Charakterisierung des chis-1 Gens".


Department für Chromosomenbiologie der Fakultät für Lebenswissenschaften

Max F. Perutz Laboratories

Artikel in der Online-Zeitung der Universität Wien: "Elise-Richter-Programm des FWF: Vier Stellen für Universität Wien"


 
Zurück zur Übersicht der Ausgabe Oktober 2006
 
  PDF-Version PDF-Version Forschungsnewsletter Oktober 2006
  Druckversion
 
  Fruehere Ausgaben des Forschungsnewsletter

Impressum
Herausgeberin:
Universität Wien, Dr.-Karl-Lueger-Ring 1, A-1010 Wien
Redaktion: Alexandra Frey, Michaela Hafner, Lucas Zinner
Mitarbeit: Eszter Bokor, Heidrun Huber
alexandra.frey@univie.ac.at
T +43 -1- 4277-175 31

Wenn Sie den Newsletter nicht mehr erhalten wollen, klicken Sie hier.