Atomic-level, 3-D structure of MUTYH protein opens small window into DNA repair mechanism

A research team has analyzed the three-dimensional structure of a protein that suppresses the development of colorectal polyposis, MUTYH, at the atomic level and clarified the repair mechanism for DNA mispairings. Since mutations in the MUTYH gene cause heritable colorectal polyposis, which leads to colorectal cancer, the researchers expect that this work will be useful for future research on heritable colorectal polyposis associated with MUTYH.

Quelle: Sciencedaily

Source of DNA mutations in melanoma

The mutations that give rise to melanoma result from a chemical conversion in DNA fueled by sunlight — not just a DNA copying error as previously believed, reports a new study. The findings upend long-held beliefs about the mechanisms underlying the disease, reinforce the importance of prevention efforts and offer a path forward for investigating the origins of other cancer types.

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DNA tags enable blood-based tests to assess cancer treatment outcomes

Cell-free DNA (cfDNA) shed into the blood was discovered in the late 1940s but with rapid advances in genomics and computational analytics in just the past few years, researchers now believe that studying tags, or modifications to this type of DNA, may lead to a better understanding of how to assess, and possibly modulate, treatment approaches for cancer and other diseases.

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Potential role of ‘junk DNA’ sequence in aging, cancer

Researchers have recently identified a DNA region known as VNTR2-1 that appears to drive the activity of the telomerase gene, which has been shown to prevent aging in certain types of cells. Knowing how the telomerase gene is regulated and activated and why it is only active in certain cell types could someday be the key to understanding how humans age and how to stop the spread of cancer.

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Programmierter Zelltod von Tumorzellen durch synthetische RNA-Moleküle

Für Körperzellen ist es überlebenswichtig, dass sie das Eindringen von Viren erkennen, um sich vor ihnen zu schützen. Im Gegensatz zur menschlichen Zelle, deren Erbsubstanz aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) besteht, ist der Informationsträger bei Viren oft die Ribonukleinsäure (RNA). Allerdings nutzt auch die menschliche Zelle RNA, etwa bei der Produktion von Proteinen. Daher ist es entscheidend zu erkennen, ob es sich um eigene oder „feindliche“ RNA handelt.

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The virus trap: Hollow nano-objects made of DNA could trap viruses and render them harmless

To date, there are no effective antidotes against most virus infections. An interdisciplinary research team at the Technical University of Munich (TUM) has now developed a new approach: they engulf and neutralize viruses with nano-capsules tailored from genetic material using the DNA origami method. The strategy has already been tested against hepatitis and adeno-associated viruses in cell cultures. It may also prove successful against corona viruses.

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Sensing ‘junk’ RNA after chemotherapy enhances blood regeneration

Scientists reveal that during hematopoietic regeneration, RNA expressed from a part of the genome considered ‘junk DNA’ is used by hematopoietic stem cells to get activated and proliferate. The study shows that these so-called transposable elements make RNA after chemotherapy and activate an immune receptor which induces inflammatory signals enhancing hematopoietic stem cell cycling and thus participating in the regeneration of the hematopoietic system.

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25.000 Jahre altes menschliches Umweltgenom wiederhergestellt

Uralte Sedimente aus Höhlen können DNA über Jahrtausende konservieren. Deren Analyse wird allerdings dadurch erschwert, dass meist nur wenige Sequenzen aus den Sedimenten gewonnen werden können. Ron Pinhasi und Pere Gelabert haben nun in einer Studie der Universität Wien drei Säugetier-Umweltgenome aus einer einzigen 25.000 Jahre alten Bodenprobe der Satsurblia-Höhle im Kaukasus (Georgien) gewonnen. Die Studie erscheint in Current Biology.

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Unknown role – ATR protein regulates neuronal activity

The ATR protein plays an important role in the response to replication stress as a regulator of the DNA damage response (DDR) and controls cell viability. Mutations of ATR in humans lead to, among other pathologies, neurological defects; indicating a yet unknown role for ATR in non-dividing cells. Researchers from the Leibniz Institute on Aging (FLI) in Jena and the Section of Neuroimmunology of Jena University Hospital have shown that ATR deletion in neurons does not affect brain development and formation, but amplifies neuronal activity and increases susceptibility to epilepsy. This study identifies a physiological function of ATR, beyond its DDR role, in regulating neuronal activity.

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Unbekannte Rolle – ATR-Protein reguliert neuronale Aktivität

Das ATR-Protein spielt als Regulator der DNA-Schadensreaktion (DDR) eine wichtige Rolle bei der Reaktion auf Replikationsstress und kontrolliert die Zellgesundheit. Mutationen von ATR führen beim Menschen zu neurologischen Symptomen, ein Hinweis auf eine noch unbekannte Rolle in postmitotischen Zellen. Forscher des Leibniz-Instituts für Alternsforschung (FLI) und Universitätsklinikums Jena zeigten, dass der ATR-Verlust in Neuronen die Entwicklung und Bildung des Gehirns nicht beeinträchtigt, aber die neuronale Aktivität verstärkt und Epilepsie-Anfälligkeit erhöht. Eine neue physiologische Funktion von ATR bei der Regulierung der neuronalen Aktivität, die über seine Rolle bei DDR hinausgeht.

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Enzyme silences virus-like sequences – Methyltransferase Dnmt1 is not only responsible for maintenance

Often, biology will not fit into clear-cut categories. In a recent publication, an enzyme to which researchers had previously assigned a distinct task is stepping outside its box. It not only maintains the epigenetic state of the genome, but can also specifically silence additional DNA segments with virus-like characteristics.

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Genome aus ihren Puzzleteilen wieder zusammensetzen

Ein Forscherteam des Friedrich-Miescher-Labors für biologische Arbeitsgruppen hat eine neue Methode zur DNA-Sequenzierung entwickelt, die schnelles und effizientes Aufspüren von genetischer Information ermöglicht. Ihr neues Verfahren mit dem Namen Haplotagging erlaubt es Forschenden, schnell und präzise Genomdaten rückzuverfolgen und abzugleichen. Haplotagging liefert reichhaltige Information über Genome und erleichtert die genaue Bestimmung unserer genetischen Struktur. Das ermöglicht schnelle genetische Analysen menschlicher Populationen oder deckt bis dato unerwartete Artvermischungen in der Natur auf. Die Forschungsergebnisse erscheinen nun in PNAS und Nature Genetics.

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Piecing together the full picture of the genome

A team of international researchers from the Friedrich Miescher Laboratory of the Max Planck Society developed a new DNA sequencing method that provides fast and efficient tracking of genetic information. Their new technique called haplotagging now enables scientists to quickly and precisely trace and match genome data. Haplotagging delivers rich genome information and facilitates accurate determination of our genetic make-up. This allows for fast genetic analyses in human populations or reveals previously unsuspected mixing of species in nature. The results now appear in PNAS and in Nature Genetics.

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DNA als Mahlzeit von Meeresboden-Mikroben

Sie ist nicht nur eine Bibliothek genetischer Informationen, sondern bereichert auch den Speiseplan von Mikroben: Desoxyribonukleinsäure – kurz DNA – ist ein wichtiger Nährstoff für Mikroorganismen. Ein internationales Team aus Forscher*innen unter der Leitung von Kenneth Wasmund und Alexander Loy von der Universität Wien hat in Sedimentproben des atlantischen Ozeans mehrere Bakterien entdeckt, die DNA als Nahrungsquelle nutzen.
Ein von dem Team neu benanntes Bakterium ist sogar ein wahrer Experte in der DNA-Verwertung. Die Studie erscheint nun in Nature Microbiology.

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New discovery shows human cells can write RNA sequences into DNA

In a discovery that challenges long-held dogma in biology, researchers show that mammalian cells can convert RNA sequences back into DNA, a feat more common in viruses than eukaryotic cells.

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Meiose: Mut zur Lücke!

Ohne Meiose gibt es keine Geschlechtszellen für die sexuelle Fortpflanzung. Während der Meiose paaren sich väterliche und mütterliche Chromosomen und tauschen Teile ihrer DNA in einem Prozess namens Rekombination aus. Um den Austausch zu beginnen, zerbrechen die Zellen aktiv den Doppelstrang ihrer DNA an mehreren Stellen. Wissenschafter*innen aus der Forschungsgruppe von Franz Klein der Abteilung für Chromosomenbiologie an den Max Perutz Labs, ein Joint Venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien, haben nun entdeckt, dass Chromosomen dabei ganze DNA-Stücke freisetzen können.

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DNA-Schaltkreise

Weiche Materie lässt sich durch Schalter aus DNA-Molekülen mechanisch verändern

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Nucleosome breathing from atomistic time snapshots

Computer simulations visualize in atomic detail how DNA opens while wrapped around proteins

Researchers from the Hubrecht Institute in Utrecht (The Netherlands) and the Max Planck Institute for Molecular Biomedicine in Münster (Germany) used computer simulations to reveal in atomic detail how a short piece of DNA opens while it is tightly wrapped around the proteins that package our genome. These simulations provide unprecedented insights into the mechanisms that regulate gene expression. The results were published in PLoS Computational Biology on the 3rd of June, 2021.

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Nukleosomenatmung aus atomistischen Zeitschnappschüssen

Computersimulationen visualisieren auf atomarer Ebene, wie sich die DNA öffnet, während sie um Proteine gewickelt ist

Forscher des Hubrecht Institute in Utrecht (Niederlande) und des Max-Planck-Instituts für molekulare Biomedizin in Münster haben mit Hilfe von Computersimulationen im atomaren Detail gezeigt, wie sich ein kurzer DNA-Abschnitt öffnet, während er eng um die Proteine gewickelt ist, mit denen unser Genom verpackt ist. Diese Simulationen eröffnen ganz neue Einblicke in die Mechanismen, die die Genexpression regulieren. Die Ergebnisse wurden am 3. Juni 2021 in PLoS Computational Biology veröffentlicht.

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DNA-basiertes Material mit steuerbaren Eigenschaften

Während die DNA oft als das “Molekül des Lebens” idealisiert wird, ist sie in der Tat auch ein hochkomplexes Polymer, das für Zukunftsmaterialien eingesetzt werden kann. Nicht nur kann sie Informationen speichern, zu den weiteren faszinierenden Aspekten der DNA gehören ihre geometrischen und topologischen Eigenschaften, wie z. B. Knotenbildung und Supercoiling. Ähnlich wie ein verdrilltes Telefonkabel findet man die DNA oft aufgerollt, wie im Inneren von Bakterien und anderen Zellen oder in Viren sogar verknotet.

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When cancer cells ‘put all their eggs in one basket’

Normal cells usually have multiple solutions for fixing problems that may arise. But cancer cells may ‘put all their eggs in one basket,’ getting rid of all backup plans and depending on just one solution. Researchers discovered that a particular type of blood cancer, acute myeloid leukemia, came to depend on a single DNA repair method. They developed a drug that shut down the remaining pathway in lab-grown cells.

Quelle: Sciencedaily

Cancer treatments may accelerate cellular aging

New research indicates that certain anti-cancer therapies may hasten cellular aging, where changes in the DNA of patients may contribute to greater inflammation and fatigue.

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Cholesterol Levels Sustainably Lowered Using Base Editing

Base editing is a novel gene editing approach that can precisely change individual building blocks in a DNA sequence. By installing such a point mutation in a specific gene, an international research team led by the University of Zurich has succeeded in sustainably lowering high LDL cholesterol levels in the blood of mice and macaques. This opens up the possibility of curing patients with inherited metabolic liver diseases.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Cholesterinwerte mithilfe von Gen-Editierung stabil gesenkt

Eine neue Methode der Gen-Editierung kann einzelne Bausteine einer DNA-Sequenz sehr präzise verändern. Mit einer solchen Punktmutation gelang es einem internationalen Forschungsteam unter Leitung der Universität Zürich, hohe Cholesterinwerte im Blut von zwei Tiermodellen dauerhaft zu senken. Dies eröffnet die Möglichkeit, Patienten mit vererbten Stoffwechselkrankheiten künftig zu heilen.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Process for eliminating unneeded cells may also protect against cancer

Biologists find cell extrusion, a process that helps organisms eliminated unneeded cells, is triggered when cells can’t replicate their DNA during cell division. In humans, extrusion may serve as a way for the body to eliminate cancerous or precancerous cells.

Quelle: Sciencedaily