Transdifferenzierung
Definition
Unter dem Begriff Transdifferenzierung versteht man die Metamorphose (Umwandlung) einer einem der drei Keimblätter angehörigen Zelle zu einer Zelle eines anderen Keimblattes.
Prinzip
Es kommt im Rahmen der Transdifferenzierung einer Zelle auf molekularbiologischer Ebene zu einer vollkommenen Umänderung der Genexpression. Es werden völlig andere Genabschnitte repliziert und schlussendlich vollkommen andere Proteine synthetisiert. Die Abschaltung bisher aktiver Gene erfolgt dabei hauptsächlich durch die Prozesse der Histondeacetylierung oder der Methylierung der entsprechenden DNA-Abschnitte. Um eine Transdifferenzierung vollständig ablaufen zu lassen, muss sich die Aktivität von vielen tausend Genabschnitten verändern, da das Genexpressionsmuster der umgewandelten Zelle in der Regel in großen Teilen anders ist.
Mechanismen der Geninaktivierung
- bei der Histondeacetylierung wird eine Acetylgruppe vom Histon entfernt, was seine Affinität zu den Phosphatgruppen der DNA erhöht. Dadurch wird die Bindungsfähigkeit von Transkriptionsfaktoren an die DNA erniedrigt, was zu einer Hemmung der Genexpression an diesem Punkt führt.
- die Methylierung funktioniert im Prinzip genauso, nur dass sich hier eine Methylgruppe an einen DNA-Abschnitt heftet und somit zu einer Inaktivierung führt
Beispiele einer Transdifferenzierung im menschlichen Organismus
- Barrett-Ösophagus: Umwandlung von Epithelzellen in Muzin-produzierende Darmzellen (intestinale Metaplasie). Hierbei besteht eine fakultative Entartungsgefahr (Ausbildung eines Adenokarzinoms)
- Bildung von Leukoplakien (Umwandlung von Mundschleimhautzellen zu Präkanzerosen mit der Gefahr eines Plattenepithelkarzinoms)