Grüne Minna für molekulare Übeltäter
Welch verheerendes Unheil defekte Proteine im Körper anrichten können, zeigen Krankheiten wie Alzheimer oder BSE. Biologen der Universität Bonn haben zusammen mit Medizinern am University College London ein Molekül entdeckt, das gewissermaßen als "Grüne Minna" für molekulare "Übeltäter" fungiert. Mit seiner Hilfe werden die fehlerhaften Proteine schnell entsorgt, ohne dass sie die Zelle schädigen können. In Zellkulturen gelang es der Substanz sogar, Anhäufungen des Proteins Huntingtin aufzulösen. Derartige Huntingtin-Fasern können die tödliche Krankheit Chorea Huntington auslösen, gegen die es bislang kein Heilmittel gibt. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe des Journals Current Biology erschienen.
Ein krankheitsauslösendes Fragment des Huntingtin-Proteins bildet in einer Nervenzelle ein Aggregat (grün, Pfeil). Das Eskortierungsprotein HSJ1 formt einen Ring um das Proteinaggregat (gelb) und dirigiert nachfolgend einzelne Huntingtin-Moleküle zur Abbaumaschinerie. Die blaue Färbung zeigt den Zellkern. Die rote Färbung weist freies Eskortierungsprotein nach.
Foto: Universität Bonn
1951 veröffentlichte der amerikanische Folksänger Woody Guthrie die "alternative Nationalhymne" der USA, "This Land Is Your Land", und wurde damit weltberühmt. 1954 erkrankte er an dem unheilbaren Nervenleiden "Chorea Huntington". 13 Jahre später starb er in einem New Yorker Krankenhaus. Ursache von Chorea Huntington ist ein Gendefekt. Er sorgt dafür, dass in den Nervenzellen die so genannten Huntingtin-Proteine zu langen Fäden verkleben. Werden diese Eiweiß-Fasern zu groß, gehen die Nervenzellen daran zugrunde. Auch bei Alzheimer oder BSE entstehen im Gehirn große Protein-Knäuel, die das Hirngewebe absterben lassen.
Proteine verkleben miteinander, wenn sie aus irgendeinem Grund die falsche Form annehmen. Ähnlich wie bei einem geöffneten Klettverschluss können dann plötzlich "klebrige" Bereiche des Proteins nach außen weisen, die normalerweise in seinem Inneren verborgen sind. Meist ist das kein Drama, weil spezielle Aufpasser-Moleküle die kontaktfreudigen Zelleiweiße entdecken und in die richtige Form "kneten". Sie verhindern so, dass die defekten Proteine "unziemliche" Verbindungen zu anderen Zellbestandteilen eingehen; daher nennt man sie auch "Chaperone" (vom englischen Wort chaperone = Anstandsdame).
"Grüner Punkt" heißt: Ab in den Schredder
Wenn die Proteine nicht zu retten sind, kleben die Chaperone ihnen eine Art "Grünen Punkt" auf. So markiert, wandern die Proteine in der Zelle in einen molekularen Schredder und werden dem Recycling zugeführt. "Diese Markierungs-Funktion der Chaperone kennen wir erst seit wenigen Jahren", erklärt der Bonner Zellbiologe Professor Dr. Jörg Höhfeld. "Und was danach geschieht, war bislang gänzlich unbekannt." Zusammen mit seinen Mitarbeitern hat Höhfeld nun ein Hilfsmolekül entdeckt, das Proteine mit dem "Grünen Punkt" zum Zellschredder schleust. Das HSJ1 (so das wissenschaftliche Akronym) funktioniert wie ein Polizeiwagen mit zwei Sitzplätzen. Auf dem einen nimmt das Chaperon Platz - sozusagen der Polizist -, auf dem anderen das markierte Protein als Übeltäter. Während das Chaperon die klebrigen Stellen des Proteins abschirmt, transportiert das HSJ1 die beiden zum zellulären Schredder. So ist gewährleistet, dass das defekte Zelleiweiß auf der Fahrt kein Unheil anrichten kann.
"HSJ1 kommt fast ausschließlich in Nervenzellen vor, also dort, wo Ansammlungen aus falsch geformten Proteinen große Schäden anrichten können", sagt Professor Höhfeld. In Zellkulturen ist es den Forschern bereits gelungen, Huntingtin-Fasern durch Zugabe der Substanz aufzulösen. Ein großer Erfolg, aber: "Zellkulturen sind keine Menschen", warnt Höhfeld vor hochgesteckten Erwartungen. "Ob sich aus unseren Ergebnissen jemals neue Therapien gegen Hirnkrankheiten ergeben, bleibt abzuwarten."
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Kontakt:
Prof. Dr. J. Höhfeld
Institut für Zellbiologie der Uni Bonn
Tel.: 0228/73-53 08
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