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Zusammenspiel von Genen: Netzwerkbeziehungen wie bei "Facebook"

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Bild: Schema - DNA, Quelle: Fotolia © Dmitry Sunagatov

Dass die Produkte unserer Erbsubstanz miteinander interagieren, ist eine fundamentale Bedingung für das Funktionieren lebender Zellen aller Organismen. Wie dieses Zusammenspiel auf breiter Basis stattfindet und dabei im Detail reguliert wird, ist allerdings noch wenig erforscht. Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und vom Europäischen Molekularbiologischen Labor (EMBL) in Heidelberg haben kürzlich einen neuen Ansatz für die Untersuchung der Interaktion von Genen vorgestellt.

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Die Forscher um Michael Boutros und Wolfgang Huber verwendeten als grundlegenden methodischen Ansatz das Verfahren der RNA-Interferenz (RNAi), mit dem sich Gene gezielt ausschalten lassen. Auf diese Weise interferierten sie mit der Funktion von Genen, die für unterschiedliche Transkriptionsfaktoren kodieren. Dabei legten die Forscher die jeweiligen Gene sowohl einzeln als auch in allen möglichen Zweierkombinationen lahm. So waren sie schließlich in der Lage, Beziehungen zwischen den verschiedenen Transkriptionsfaktoren zu katalogisieren.

Die Wissenschaftler vergleichen den Ansatz mit den Freundschaftsbeziegungen bei der Plattform für soziale Netzwerke "Facebook". Bei dieser wird auf eine mögliche Freundschaft zwischen zwei Personen geschlossen, die gemeinsame Freunde haben, auch wenn die beiden Personen selbst nicht direkt bei Facebook "befreundet" sind.

In Analogie hierzu sehen die Forscher die Möglichkeit, mit dem beschriebenen Verfahren Vorhersagen über die Beeinflussung von Genen durch ein bestimmtes anderes Gen zu treffen. Dieser Ansatz konnte beispielhaft für den Ras-Signalweg, der eine Rolle bei der Zellproliferation spielt, ausgenutzt werden. So konnten die beiden Forschergruppen durch die Vorhersagen aus den RNAi-Experimenten eine neue Komponente des Ras-Signalwegs identifizieren. Als Modellsystem dienten hierbei Kulturzellen aus der Taufliege Drosophila melanogaster, deren phänotypische Merkmale unter Eindruck der experimentellen Eingriffe untersucht wurden.

Die Forscher sehen dieses Verfahren, das sie im März in der Zeitschrift "Nature Methods" online veröffentlichten [Vol.8, 341–346 (2011)], als vielfältigen skalierbaren Ansatz, um die Verknüpfung zellulärer Netzwerke zu untersuchen.

Pressemitteilungen: DKFZ, EMBL.

Bild: Fotolia © Dmitry Sunagatov.