Proteine surfen zu Bestimmungsort in Zellen
Forscher finden neuen Transportweg, der bei Alzheimer und Parkinson wichtig sein könnte
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Johannes Herrmann und Doktorandin Katja Hansen im Labor (Foto: AG Herrmann) |
Kaiserslautern (pte009/17.09.2018/10:31) Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) http://www.uni-kl.de haben erstmals gezeigt, dass Proteine nicht, wie vermutet, direkt vom Ort ihrer Entstehung in die Zellkraftwerke wandern, sondern über einen Umweg. Sie "surfen" gewissermaßen über das Endoplasmatische Retikulum, einen weiteren Zellbestandteil, zu ihnen. Details wurden in der Fachzeitschrift "Science" veröffentlicht.
Surfen gegen Verklumpung
Die Wissenschaftler vermuten, dass Zellen durch das Surfen eine Protein-Verklumpung verhindern. Der Mechanismus könnte bei Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson eine Rolle spielen. Bislang galt die Annahme, dass Proteine nach ihrer Produktion im Zytosol, der Zellflüssigkeit, direkt zu ihren Bestimmungsorten gelangen, wie etwa zu den Zellorganellen. Zu diesen kleinen Funktionseinheiten der Zelle zählen zum Beispiel die Mitochondrien, in denen bestimmte Proteine die Energie der Zellen produzieren. An ihrer Oberfläche besitzen Mitochondrien spezielle Rezeptoren.
"Sie erkennen neue Proteine und sorgen dafür, dass spezielle Transportporen diese aufnehmen und ins Innere bringen", sagt Johannes Herrmann, der an der TUK das Lehrgebiet Zellbiologie leitet. Gemeinsam mit Kollegin Maya Schuldiner haben sie herausgefunden, dass die Proteine zunächst zum Endoplasmatischen Retikulum (ER) gelangen. Das ER ist auch ein Zellorganell und dient als Sendezentrale. Es schickt verschiedene zelluläre Bestandteile, meist Proteine, nach ihrer Bildung dorthin, wo sie gebraucht werden.
Bestimmte Faktoren identifiziert
"Wir haben dort bestimmte Faktoren identifiziert, die für den Transport von Proteinen zu den Mitochondrien notwendig sind", sagt Katja Hansen, Doktorandin von Herrmann und Erstautorin der aktuellen Studie. Dazu hat Hansen zunächst ein neues molekularbiologisches Verfahren entwickelt. Mit dieser Technik ist es dem Kaiserslauterer Team gelungen, den Mechanismus genau zu analysieren. Es hat ihn "ER-Surf" getauft, "weil die Proteine hierbei über die ER-Oberfläche (auf Englisch surface) surfen", erläutert Hansen.
Das ER dient dabei als eine Art Zwischenspeicher. "Empfindliche neue Proteine werden hier solange gebunden, bis sie an Mitochondrien weitergegeben werden können", unterstreicht Herrmann und fügt hinzu. "Dies verhindert vermutlich die Bildung von Proteinklumpen, sogenannten Aggregaten, die für Zellen schädlich und Ursache vieler Krankheiten sind."
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