1) Molekularer Wirkmechanismus der Ecdysteroidwirkung
Charakterisierung des Ecdysteroidrezeptors
Wissenschaftlicher Hintergrund:
Der Ecdysteroidrezeptor wurde zwar bereits 1978 von zwei amerikanischen Gruppen bei Drosophila und von unserer eigenen Gruppe bei Crustaceen nachgewiesen, die Strukturaufklärung erfolgte aber erst 1991 (Koelle et al.). Die funktionelle Bedeutung einzelner Bereiche dieses nukleären Rezeptors und seines Heterodimerisierungspartners ist im wesentlichen abgeleitet von Untersuchungen an nukleären Rezeptoren der Wirbeltiere.
Aktuelle Projekte:
Der funktionelle Ecdysteroidrezeptor besteht aus einem Heterodimer von EcR und "ultraspiracle" (USP). Beide Proteine gehören zur Familie der nucleären Rezeptoren.
Wir charakterisieren den Ecdysteroid Rezeptor in Bezug auf seine Hormonbindungseigenschaften, die Dimerisierung mit anderen Transkriptionsfaktoren und seiner Interaktion mit der DNA. Unser "Versuchstier" ist eine permanente, hormonsensitive Zellinie von Chironomus tentans, von der wir auch hormonresistente Klone selektioniert haben. Ein Teil dieser resistenten Linien weist einen veränderten Hormonmetabolismus auf, wieder andere veränderte Rezeptoreigenschaften. Durch Mutationsanalysen an diesen resistenten Klonen soll eine kausale Beziehung zwischen Rezeptorstruktur und -Funktion hergestellt werden. Teilaspekte werden auch an Rezeptoren von Drosophila melanogaster, die durch gezielte Mutagenese modifiziert wurden, analysiert. Mit Hilfe biophysikalischer Verfahren sollen die Interaktionen (Affinitäten, Reaktionsgeschwindigkeiten) der Partner Hormon, Rezeptoren und DNA quantitativ bestimmt werden.
Arbeitstechniken:
Arbeiten mit Zellkulturen, Radioisotopentechniken, Hormonbindungs-Experimente, Chromatographie, verschiedene elektrophoretische Techniken, Yeast-two-Hybrid-System, Molekularbiologische Arbeitstechniken, EMSA.
Praktische Anwendungen:
Wir testen die biologische Aktivität von Substanzen, die mit der Ecdysteroidwirkung interferieren. Hormon-Agonisten werden als Insektizide benutzt, da die Störung der Hormon-Rezeptor-Interaktion lethale Effekte bei sensitiven Insekten auslöst. Nach Hormonbindung an den Rezeptor wird die Transkription abhängiger Gene, die durch einen Ecdysteroid-abhängigen Promotor kontrolliert werden, modifiziert. Das kann für die in vitro-Induktion von Genen benutzt werden. Für die Zukunft angestrebt ist die Verwendung dieses induzierbaren Systems für die Gentherapie, da Ecdysteroide für Vertebraten nicht giftig sind. Die Charakterisierung des Rezeptormoleküls ist dafür eine notwendige Voraussetzung.
2) Differenzierung, Steuerung der Metamorphose
Wissenschaftlicher Hintergrund:
Nach der Applikation von Ecdysteroiden verändert die epitheliale Zell-Linie von Chironomus tentans - wie Imaginalscheiben im Tier - ihre Morphologie und die Anordnung der Zellen im Gewebeverband, sowie einige andere Parameter, wie zum Beispiel Zellproliferation und Menge sowie Anordnung von Cytoskelett-Elementen. In den rotationssymmetrischen Vesikeln reagieren zunächst nur einige Zellen auf das Hormon, nach und nach setzt sich die Reaktion aber über das gesamte Vesikel fort.
Aktuelle Projekte:
Eine Möglichkeit der unterschiedlichen Reaktivität könnte in einem Einfluß des Zellzyklus auf die hormonelle Regulation beruhen. Durch Thymidin- und BrdU-Einbau (biochemisch, immuncytochemisch) wird dies untersucht. In Drosophila hat sich gezeigt, daß crumbs ein essentieller Faktor für die Bildung der Epidermis ist (Knust). Wir untersuchen zur Zeit, ob crumbs in der Chironomus Zellinie eine ähnliche Bedeutung hat. Erste Hinweise zeigen, daß ein Antikörper gegen crumbs die Vesikelbildung unterdrückt.
Damit sollte selbst den größten Zweiflern klar sein, dass einem exorbitanten Kursanstieg der LION Bioscience Aktien nichts mehr im Wege stehen sollte und nur noch eine Frage der Zeit ist.
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