Karel Riha mit Novartis Forschungspreis ausgezeichnet

Der Biologie ist Juniorgruppenleiter am Gregor Mendel-Institut für  Molekulare Pflanzenbiologie der ÖAW

Karel Riha, Juniorgruppenleiter am Gregor Mendel-Institut für Molekulare Pflanzenbiologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien, wurde mit dem Novartis Forschungspreis 2007 in der Kategorie Biologie ausgezeichnet. Rihas Forschungsschwerpunkt ist die Chromosomenbiologie. Er befasst sich vor allem mit der Funktion von Telomeren in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana.

Foto:Karel Riha bei der Preisverleihung, © GMI

Der aus Tschechien stammende Karel Riha (geb. 1972) studierte molekulare Biologie und Genetik an der Masaryk Universität in Brno. Anschließend absolvierte er einen Postdoc im renommierten Labor von Dorothy Shippen an der Texas A&M University in den Vereinigten Staaten. In dieser Zeit befasste er sich mit der Funktion von Telomeren, den Chromosomenenden, in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana. 2003 kam er als Senior Postdoc an das Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie in Wien, wo er seit 2005 eine Young Investigator Arbeitsgruppe leitet und seine Arbeit auf dem Gebiet der Chromosomenbiologie fortsetzt.

Kürzlich entwickelte die Forschungsgruppe Karel Rihas eine neue, empfindliche und mittlerweile patentierte Methode zum Nachweis zirkulärer DNA-Moleküle, die potentiell in der humanen Krebsdiagnostik angewandt werden kann. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden im Sommer 2007 in der bedeutenden Fachzeitschrift Molecular Cell veröffentlicht.

Chromosomenbiologie: Forschung an Telomeren

Telomere, die Enden von Chromosomen, spielen beim Alterungsprozess von Zellen und damit auch Organen und Organismen eine wesentliche Rolle. Telomere bedürfen ganz besonderer DNA Strukturen und telomer-bindender Proteine zum Schutz vor Abbau und vor Mechanismen, die normalerweise DNA Doppelstrangbrüche reparieren. Ohne Telomerstrukturen würden die Chromosomenenden ebenfalls auf diese Weise "repariert", die Konsequenz wäre Instabilität der Chromosomen und Absterben der Zellen.

Normalerweise kommt es in allen somatischen Zellen - mit Ausnahme der Keimzellen und der Stammzellen - bei jeder Zellteilung zur Verkürzung der Telomere, verursacht durch die Abschaltung des telomer-verlängernden Enzyms Telomerase in diesen Zellen. Diese Telomerverkürzung führt schließlich dazu, dass ein anderes, für die Zellteilung wesentliches Enzym, die DNA-Polymerase, nicht mehr wirksam sein kann und die Zellteilung daher eingestellt wird. In normalen Keimzellen und Stammzellen, aber auch in Tumorzellen, ist die Telomerase weiter wirksam, die Telomere werden ständig nachsynthetisiert und daher nicht verkürzt. Aus diesem Grund altern diese Zellen nicht. Durch die Einschleusung von Telomerasegenen in alternde somatische Zellen mittels molekularbiologischen Methoden können auch diese Zellen wieder Telomere synthetisieren und überleben daher länger.

Die Telomerase spielt nicht nur eine wichtige Rolle für die Erhaltung und Funktion der Telomere. Gerade die Reparaturproteine, vor denen das Chromosomenende durch die Telomerstruktur geschützt werden muss, sind auch am Telomer präsent und tragen zu dessen Stabilität bei.

Die Arbeiten von Karel Riha bringen neue Einblicke in die Bedeutung dieser Proteine für die Telomere. Er zeigte unter anderem eine Wechselwirkung zwischen einem Komplex solcher Reparaturproteine, dem Ku Komplex, und der Aktivität der Telomerase. Derselbe Komplex behindert auch eine alternative Art der Verlängerung von Telomeren, wie sie z.B. in Tumorzellen auftreten. Obwohl die Modellpflanze Arabidopsis thaliana im Mittelpunkt der Untersuchungen steht, hat die Gruppe von Karel Riha auch Unterschiede in ähnlichen Mechanismen zwischen Pflanzen, Hefe und Tieren beleuchtet.

In neueren Arbeiten hat er sein Interesse von Telomerase und Reparaturproteinen auf weitere Proteine ausgedehnt, die die chromosomale Stabilität in der Meiose beeinflussen. Es ist zu erwarten, dass seine neuen Einsichten in die Zusammenhänge zwischen den vielfältigen Funktionen der Proteine, die die Integrität des Genoms erhalten, auch für andere Fälle von chromosomaler Instabilität von Bedeutung sind, beispielsweise in Tumoren.


Kontakt:
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Gregor Mendel-Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)
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