Nobelpreisverdächtige Entdeckung von VectorBuilder-Wissenschaftlern deckt
grundlegende Entwicklungsmechanismen auf
CHICAGO, April 23, 2026 (GLOBE NEWSWIRE) -- Eine der grundlegendsten Fragen in
der Biologie ist, wie aus einer einzigen befruchteten Eizelle die verschiedenen
Zelltypen entstehen, aus denen der Körper besteht – von Neuronen und Haut bis
hin zu Muskeln und Blut. Sie alle haben denselben genetischen Bauplan, weisen
aber unterschiedliche Expressionsmuster auf. Nun hat ein Forschungsteam unter
der Leitung von Dr. Bruce Lahn, dem leitenden Wissenschaftler von
VectorBuilder, grundlegende Mechanismen aufgedeckt, die diesen Prozess steuern.
Der Grundlagencharakter dieser Arbeit könnte eines Tages sogar zu einem
Nobelpreis führen.
Lahns Team entwickelte eine leistungsstarke neue Technik namens Potency-Seq,
um die Transkriptionskraft eines Gens zu messen, das heißt, ob ein inaktives
Gen noch das Potenzial hat, aktiviert zu werden, oder ob es diese Fähigkeit
dauerhaft verloren hat. Mit diesem Ansatz fanden die Forschenden heraus, dass
bei der Differenzierung von Stammzellen in spezialisierte Zelltypen ihr Genom
stetig an Transkriptionskraft verliert, wobei eine wachsende Zahl von Genen
dauerhaft blockiert oder, wie Lahn es nannte, „okkludiert“ wird, so dass sie
nicht mehr auf ihre Transkriptionsfaktoren (TFs) reagieren können, selbst wenn
TFs, die diese Gene normalerweise aktivieren würden, in den Zellen vorhanden
sind. Lahns Gruppe bezeichnete diesen Vorgang als „Occlusis“ und bezog sich
damit auf die fortschreitende und irreversible Okklusion der
Transkriptionskraft des Genoms während der Entwicklung, die das
Abstammungspotenzial der sich differenzierenden Zellen schrittweise
einschränkt. Das Team argumentierte, dass die grundlegendste Definition eines
Zelltyps nicht so sehr das Expressionsmuster ist, sondern vielmehr die Frage,
welche Gene im Genom transkriptionell potent bzw. okkludiert sind.
Die Entdeckung der Occlusis löst ein lange ungelöstes Rätsel der
Entwicklungsbiologie, das sich durch den gesamten Stammbaum des Lebens zieht,
nämlich die Frage, warum Stammzellen die Flexibilität haben, sich in
spezialisierte Zellen wie Muskel- oder Nervenzellen zu differenzieren, während
spezialisierte Zellen, wenn sie einmal gebildet sind, weder in frühere,
flexiblere Zustände dedifferenzieren noch von einem spezialisierten Zustand in
einen anderen transdifferenzieren können, obwohl alle diese Zelltypen die
gleichen genetischen Anweisungen enthalten. Dem Occlusis-Modell zufolge ist
dies darauf zurückzuführen, dass Stammzellen eine größere Anzahl
transkriptionell potenter Gene besitzen als differenzierte Zellen, und dass
darüber hinaus verschiedene Arten differenzierter Zellen unterschiedliche Sätze
transkriptionell potenter Gene aufweisen.
Wichtig ist, dass die Studie auch zentrale molekulare Mechanismen aufzeigte,
die den Vorgang der Occlusis vorantreiben. Sie zeigte, dass naive pluripotente
Stammzellen, die ursprünglichsten unter den Stammzellen, im frühesten Stadium
der Embryonalentwicklung die Okklusion in ihrem gesamten Genom aufheben können,
so dass alle Gene wieder aktiviert werden können. Dieser „Reset“-Vorgang
verleiht diesen naiven Stammzellen die einzigartige Fähigkeit, sich in jeden
Zelltyp zu entwickeln. Lahns Gruppe identifizierte ein Schlüssel-Gen bei diesem
Reset-Vorgang – Esrrb –, das als Deokklusionsfaktor in naiven Stammzellen
fungiert. Entscheidend ist, dass die Expression von Esrrb deaktiviert wird,
sobald naive Stammzellen mit der Differenzierung beginnen, was den Genen die
Möglichkeit gibt, den allmählichen Verlust der Transkriptionskraft bei der
anschließenden Differenzierung festzuschreiben.
Überraschenderweise fand das Team heraus, dass die Okklusion durch einen
außerordentlich einfachen Mechanismus erfolgen kann: Gene können dauerhaft
stillgelegt werden, indem sie einfach in Nukleosomen eingebettet werden. Dies
deutet darauf hin, dass die Okklusion ein grundlegendes Merkmal der
DNA-Organisation ist, wobei Gene standardmäßig okkludiert werden, wenn sie
nicht durch Transkriptionsfaktoren geschützt sind. Lahns Team zeigte außerdem,
dass in Stammzellen in einem späteren Stadium, in dem die Fähigkeit zur
Deokklusion bereits verloren gegangen ist, aber einige stillgelegte Gene das
Potenzial behalten müssen, sich bei der weiteren Differenzierung einzuschalten,
„Platzhalter“-Faktoren wie Sox2 verwendet werden, um die transkriptionelle
Potenz dieser Gene zu erhalten, indem sie dem Standard-Effekt der Okklusion
mittels Nukleosomen entgegenwirken.
„Die Entdeckung der Occlusis und der ihr zugrundeliegenden molekularen
Mechanismen bringt eine nie da gewesene Klarheit bezüglich einer grundlegenden
Frage der Biologie, nämlich wie die Entwicklung verschiedene Zelltypen in einer
unidirektionalen Weise hervorbringt“, so Dr. Bruce Lahn. „Wir sind überzeugt,
dass die Genokklusion in der Evolution den Grundstein für die Entstehung von
mehrzelligem Leben gelegt hat, denn die Fähigkeit, die Identität verschiedener
Zelltypen im Körper durch Genokklusion festzuschreiben, ist eine Voraussetzung
für das ordnungsgemäße Funktionieren eines mehrzelligen Organismus.“
„Seltsamerweise wurde die Arbeit von einem Dutzend Fachzeitschriften ohne
Peer-Review abgelehnt, und es schien, als hätten die meisten Herausgeber die
Studie nicht verstanden oder ihre Bedeutung nicht erkannt“, kommentierte Dr.
Lahn. „Dies ist ein gutes Beispiel für die Willkür der Herausgeber, da der
persönliche Geschmack und sogar die Inkompetenz der Herausgeber einen
unverhältnismäßig großen Einfluss auf die Entscheidung haben, was
veröffentlicht wird. Bedauerlicherweise hat die kollektive Weisheit der
Herausgeberschaft – oder vielmehr das Fehlen einer solchen – die Wissenschaft
in einen formelhaften Zustand getrieben, der oft reich an Daten, aber
erschreckend arm an geistiger Leistung ist.“
„Wir müssen die Grundlagen des wissenschaftlichen Publizierens erneuern, damit
wissenschaftliche Entdeckungen für sich selbst sprechen und wissenschaftliche
Untersuchungen eine unterhaltsame und zutiefst intellektuelle Übung bleiben“,
betonte Dr. Lahn und fügte hinzu: „Und genau das beabsichtige ich zu tun.“
Dr. Lahn plant die Gründung einer gemeinnützigen Stiftung zur Finanzierung von
Labors auf der ganzen Welt, die sich mit der Erforschung der Occlusis und ihrer
Bedeutung für die Gesundheit befassen. „Der Mechanismus, welcher der Entstehung
und Aufrechterhaltung unterschiedlicher Zellidentitäten in mehrzelligen
Lebewesen zugrunde liegt, ist noch viel zu wenig erforscht, obwohl er für die
moderne Biologie von grundlegender Bedeutung ist. Er verdient viel mehr
Aufmerksamkeit vonseiten der Forschung, als ihm derzeit zuteil wird“, so Dr.
Lahn.
Insgesamt bietet diese Studie überzeugende Einblicke in die Art und Weise, wie
mehrzellige Organismen ihre verschiedenen Zelltypen auf der Grundlage einer
einzigen Ausgangszelle aufbauen. Es könnte auch zu einem Verständnis dafür
führen, wie Fehler in diesem Prozess zum Altern und zu Krankheiten wie
Degeneration und Krebs beitragen können.
Über VectorBuilder
VectorBuilder ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich der
Gentransfertechnologien. Als vertrauenswürdiger Partner von Tausenden von
Labors und Biotechnologie-/Pharmaunternehmen auf der ganzen Welt ist
VectorBuilder ein Full‑Service‑Anbieter für das Design, die Entwicklung und die
Optimierung von Gentransferlösungen – von der Grundlagenforschung bis hin zu
klinischen Anwendungen. Sein preisgekröntes Vector Studio ist eine
bahnbrechende Innovation, die es Forschenden ermöglicht, benutzerdefinierte
Vektoren einfach online zu entwerfen und zu bestellen, wodurch sie von der
mühsamen Arbeit des Klonens und Verpackens von Vektoren im Labor befreit
werden. Das weltweit tätige Unternehmen verfügt über eine hohe
Produktionskapazität für Vektoren, ein umfangreiches Vektor- und
Komponenteninventar, individuelle CRO-Lösungen mit fortschrittlichen
AAV-Capsid-Engineering-Fähigkeiten und hochmoderne GMP-Produktionsanlagen. Mit
führenden F&E- und CDMO-Kapazitäten ist das Team von VectorBuilder bestrebt,
die effektivsten Lösungen für den Gentransfer bereitzustellen und innovative
Werkzeuge für die biowissenschaftliche Forschung und die genetische Medizin zu
entwickeln.
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