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SNF: Bild der Forschung Februar 2011: Kartierung von Stellen, an denen Retroviren bevorzugt ihr Erbgut einbauen

SNF: Bild der Forschung Februar 2011: 
Kartierung von Stellen, an denen Retroviren bevorzugt ihr Erbgut einbauen
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Bern (ots)

- Hinweis: Bildmaterial steht zum kostenlosen Download bereit  
     unter: http://www.presseportal.ch/de/pm/100002863 -
Erbgut-Mandalas
Kreisförmige Darstellungen aus dem Buddhismus halten Einzug in die
Molekularbiologie. Die Chromosomen-Mandalas zeigen, wo Retroviren ihr
Erbgut in das unsrige einbauen. Dieses Wissen könnte helfen, die 
Risiken von Gentherapien zu minimieren.
Mandalas dienen als symbolische Darstellungen im Hinduismus und im
Buddhismus schon seit mehreren tausend Jahren religiösen Zwecken. Die
runden Gebilde - «Mandala» ist ein dem Sanskrit entlehntes Wort und 
bedeutet «Kreis» - dürften in unseren Breitengraden vor allem aus 
Kindermalbüchern bekannt sein. Nun halten sie Einzug in die 
Molekularbiologie.
Zur Veranschaulichung von Resultaten aus statistischen Untersuchungen
des Erbguts hat ein Team um Jeremy Luban von der Universität Genf 
Chromosomen-Mandalas erstellt. Sie zeigen, an welchen Stellen so 
genannte Retroviren ihr Erbgut in dasjenige des Menschen einbauen - 
und dadurch Teil unseres eigenen Genoms werden. Dieses besteht zu 40 
Prozent aus genetischem Material, das ursprünglich Retroviren 
entstammt und von diesen im Laufe der Evolution unserem Erbgut 
beigefügt wurde. Dass dazu auch eine ganze Reihe nützlicher Gene 
gehören, bedeute, dass Viren nicht nur gefürchtete Krankheitserreger 
sind, sondern eine weit umfassendere Rolle spielen, sagt Luban.
Gefährliches Werkzeug für Gentherapie
Mit seinem Team untersuchte er unter anderem, wo sich das 
Maus-Leukämie-Virus (MLV) in unser Genom integriert. Das MLV wird in 
der Gentherapie (in einer für diesen Zweck angepassten Form) 
verwendet, um die korrekte Version eines defekten Gens in das Erbgut 
eines kranken Patienten einzubringen. So half es beispielsweise in 
einem Aufsehen erregenden klinischen Versuch, der vor 10 Jahren am 
Hôpital Necker in Paris und später auch am University College in 
London durchgeführt wurde, eine schwere Immunstörung bei Kleinkindern
zu beheben. Später erkrankten allerdings fünf der insgesamt zwanzig 
behandelten kleinen Patienten an Blutkrebs, weil das Virus ein 
Krebsgen aktiviert hatte, das in unmittelbarer Nähe zur Einbaustelle 
des Virus lag.
Dass sich Retroviren nicht zufällig übers ganze Erbgut verteilt 
einfügen, sondern gehäuft in bestimmten Bereichen, begann man bereits
damals zu ahnen. Nun hat das Team um Luban Gewissheit geschaffen: Die
Bioinformatiker in seinem Team verglichen alle bekannten 
Einbaustellen des MLV mit spezifischen Merkmalen, wie stark das 
menschliche Erbgut aufgewickelt und deshalb für eindringende Viren 
zugänglich ist. Dafür verwendeten sie statistische Methoden, die sie 
den Suchmaschinen-Algorithmen abgeschaut hatten. Denn diese müssen 
die relevanten Stellen aus einem Meer von Informationen (welche alle 
das Suchwort enthalten) aufspüren. Genau so galt es für Lubans Team, 
im drei Milliarden Basenpaare zählenden Genom des Menschen die echten
Einbaustellen von den so genannten falsch positiven zu trennen. «Wir 
haben das menschliche Genom gegoogelt», sagt Luban.
Risiken vermeiden mit Supermarker
Ihr Resultat nennen die Forschenden einen Supermarker. Mit ihm können
sie drei Viertel der Einbaustellen des MLV erklären, auch die fatale 
Stelle neben dem aktivierten Krebsgen. «Wir hätten das Risiko für 
Blutkrebserkrankungen in diesem Gentherapie-Versuch vorhersagen 
können», sagt Luban.
Unterschiedliche Retroviren bevorzugen verschiedene Einbaustellen. 
Diese variieren auch von Zelltyp zu Zelltyp, weil die räumliche 
Anordnung - die Aufwicklung - des Erbguts jeweils verschieden ist. 
Noch ist das Ziel, alle diese Unbekannten in Erfahrung zu bringen, in
weiter Ferne. Doch der Supermarker und die Chromosomen-Mandalas, die 
ihn veranschaulichen, weisen in diese Richtung und werden hoffentlich
dazu beitragen, Risiken inskünftiger Gentherapien zu vermeiden.
Der Text und das Bild (in hoher Auflösung) können auf der 
Internetseite des Schweizerischen Nationalfonds heruntergeladen 
werden unter: www.snf.ch > Medien > Bild der Forschung

Kontakt:

Prof. Jeremy Luban
Abteilung für Mikrobiologie und molekulare Medizin
Universität Genf
1 Rue Michel Servet
CH-1211 Genf 4
Tel.: +41 22 379 57 20
E-Mail: jeremy.luban@unige.ch

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