Transcript Folie 1

Evidence for somatic rearrangement
of immunoglobulin genes coding for
variable and constant regions
Nobumichi Hozumi
Susumu Tonegawa
Von Helen Haukamp
28.2.2011
Inhalt
• Susumu Tonegawa
• Wissensstand 1976
• Experimente zur Klärung der Entstehung der
Antikörper-Diversität
• Ergebnisse
• Diskussion
• Offene Fragen
• Heutiger Wissensstand
• Die Schlüsselergebnisse
• Quellen
Susumu Tonegawa
• Susumu Tonegawa bekam
1987 den Nobelpreis in
Physiologie/Medizin
 Entdeckung des genetischen
Prinzips für die Generierung der
Antikörper-Diversität
Quelle:
http://www.brain.r
iken.jp/bsinews/bsinews37/
files/s_tonegawa.
jpg
Was war 1976 bekannt?
• Antikörper bestehen aus zwei
verbundenen Regionen
 variable Region und konstante Region
• Große Antikörper-Diversität
Quelle: janeway
es gibt mehrere Gene führ die variable Region in der
Keimbahn
• genaue Anzahl der Gene nicht bekannt,
wahrscheinlich einige Gene für die konstante
Region (C-Gene) und viele Gene für die variable
Region (V-Gene)
V1
V2
V3
V4
C
Experimente zur Klärung der
Entstehung der Antikörper-Diversität
• Verwendete DNA:
 DNA von Balb/c Maus früher
Embryo (Embryo DNA)
 DNA aus MOPC 321
Plasmazytomzellen (Tumor DNA)
• Schritt 1: DNA-Verdau durch selbst aufgereinigte
BamH I Restrictions Endonuklease
• Schritt 2: Gießen eines 2 Liter Agarose Gels
und Beladung mit je 5 mg DNA
 Elektrophorese bei 4° für 3 Tage
• Schritt 3: Extraktion der DNA aus dem
Agarose Gel
• Schritt 4: RNA-DNA Hybridisierung
- mit MOPC 321 125I-markierter κ mRNA oder
ihrem 3`-Ende (3`-Hälfte)
- Resultierende Radioaktivität wurde gemessen
Ergebnisse
Hybridisierungsmuster der Embryo-DNA
(Keimbahn-DNA) und der Tumor-DNA
MOLECULAR WEIGHT (x10-6)
CPM IN HYBRID
Hybridisierte DNA
und mRNA
Moleküle weisen
eine erhöhte
Radioaktivität auf.
Quelle:
original Text
MIGRATION (cm)
Ergebnis für die Embryo-DNA
• Zwei Fragmente zeigen Hybridisierung
 1. Molekulargewicht: 6.0 (x10-6) Mr
3`-Ende
3`-Ende
κ mRNA
3`-Hälfte
κ mRNA
(ganz)
 2. Molekulargewicht: 3.9 (x10-6) Mr
5`-Ende
κ mRNA (ganz)
Ergebnis die Tumor-DNA
• Ein Fragment zeigt Hybridisierung
Molekulargewicht: 2.4 (x10-6) Mr
5`
3`
3´5´
κ mRNA
(ganz)
κ mRNA 3`Hälfte
V- und C-Gene sind in dem 2.4 (x10-6) Mr
DNA Fragment enthalten
Diskussion
• Die Embryo-DNA enthält zwei Fragmente die
nicht in der Tumor-DNA enthalten sind
 V-Gen Fragment und C-Gen Fragment
 Also liegen die V- und C-Gene in der Keimbahn
DNA weit voneinander entfernt
• Die Tumor DNA enthält ein Fragment das nicht
in der Embryo DNA enthalten ist
 V-C-Gen Fragment
 Also liegen die V- und C-Gene in der
differenzierten DNA nebeneinander und sind
verbunden
Vκ- und Cκ-Gene sind in der Keimbahn nicht
verbunden, sondern weit von einander entfernt.
Sie werden während der Reifung von Lymphozyten
rekombiniert.
Quelle: original Text
Offene Fragen I
• Mechanismus der Rekombination
Mögliche RekombinationsMechanismen von V-Genen
und C- Genen:
A) Copy-insertion
B) Excisioninsertion
C)Deletion
D)Inversion
Quelle: original Text
Offene Fragen II
• B-Lymphozyten exprimieren nur ein V-Gen der
leichten Kette
 Wie wird ein bestimmtes V-Gen aktiviert?
- mögliche Erklärung: Die Aktivierung ist eng
gekoppelt mit dem Zusammentreffen mit
einem
C-Gen
• in einem B-Lymphozyten wird nur ein Allel
exprimiert
 gibt es also einen Allelausschluss?
- mögliche Erklärung: ein Allel geht verloren, das
andere wird verdoppelt
Heutiger Wissensstand
• Mechanismus der Rekombination
Quelle: Konzepte Vorlesung
• Allelausschluss
- Ausgelöst durch Signal des B-Zell Rezeptors
- Der Zugang der Rekombinase Maschinerie zum
Schwere-Kette Lokus wird verhindert
Die Schlüsselergebnisse
• Die Hybridisierungsmuster der Embryo- und der
Tumor-DNA unterscheiden sich stark
voneinander
– Die Embryo-DNA enthält weit voneinander entfernt
liegende V- und C-Gene
– Die Tumor-DNA enthält nur ein
V-C-Genesegment
 Es findet eine Umlagerung der Gene während
der Differenzierung der Lymphozyten statt
Quellen
• http://www.brain.riken.jp/bsinews/bsinews37/files/s_tonegawa.jpg
• Janeway´s immuno biology
• Original Text: Evidence for somatic rearrangement of
immunoglobulin genes coding for variable and constant
regions
• Konzepte Vorlesung