Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alte Zellen ticken anders

20.02.2009
Molekulare Kontrolle des Proteinabbaus in alten Zellen aufgedeckt - Veröffentlichung in The EMBO Journal

Die Verklumpung und Ablagerung von Proteinen in Nervenzellen ist ein häufiges Merkmal von altersbedingten neurodegenerativen Erkrankungen wie beispielsweise der Alzheimer Erkrankung.

Für das Überleben der Zellen ist es daher wichtig, dass überschüssige Proteine kontrolliert abgebaut werden. Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben nun herausgefunden, wie genau der Proteinabbau während des Alterungsprozesses durch bestimmte Kontrollproteine gesteuert wird.

Jedes Protein in unseren Zellen hat eine bestimmte Lebenszeit. Nach Ablauf dieser Zeitspanne beziehungsweise auch schon davor, etwa infolge einer Schädigung durch äußere Faktoren wie zum Beispiel durch oxidativen Stress, wird es durch spezielle proteinabbauende Prozesse spezifisch entsorgt. Die Last an Proteinen, die entsorgt werden müssen, kann ansteigen, so etwa bei dauerhaft erhöhtem oxidativem Stress wie er für den Alternsprozess und für neurodegenerative Erkrankungen angenommen wird. Beschädigte Proteine, die nicht über die zelleigene "Protein-Kläranalage" unschädlich gemacht werden, neigen zur Aggregation und Ablagerung und können das Überleben der Zelle bedrohen. Nervenzellen sind besonders anfällig gegenüber solchen Proteinablagerungen und die Verklumpung von Proteinen in Nervenzellen ist ein charakteristisches pathologisches Merkmal einer ganzen Reihe von altersassoziierten neurodegenerativen Erkrankungen des Menschen, wie etwa der Alzheimer oder der Parkinson Krankheit. Die akkurate Protein-Qualitätskontrolle ist also überlebenswichtig für alle Zellen.

Eine Änderung der Aktivität genau dieser Qualitätskontrolle während des Alternsprozesses von Zellen wurde zwar schon länger vermutet, erst jetzt aber glückte der Arbeitsgruppe um Univ.-Prof. Dr. Christian Behl am Lehrstuhl für Pathobiochemie der Universitätsmedizin ein entscheidender molekularer Nachweis. Es gelang nämlich genau diejenigen Proteine zu identifizieren, die die beiden möglichen Wege des Proteinabbaus in der Zelle, über das Proteasom oder über das Lysosom, molekular steuern. Die Wissenschaftler konnten dabei aufzeigen, wie sich die Funktion dieser Kontrollproteine während des Alterns einer Zelle ändert. Diese neuen Forschungsergebnisse, die vor allem von Diplom-Biologe Martin Gamerdinger im Rahmen seiner Promotion erarbeitet wurden, sind für das Verständnis der Pathogenese altersassoziierter neurodegenerativer Erkrankungen von größter Bedeutung und wurden in der Fachzeitschrift The EMBO Journal am 19. Februar prominent veröffentlicht. "Wir können die genauen Ursachen altersassoziierter neurodegenerativer Erkrankungen wie der Alzheimer Krankheit nur dann wirklich aufdecken und versuchen, kausale Therapien zu entwickeln, wenn wir die molekularen Veränderungen innerhalb alternder Zellen mit beachten. Alzheimer ist eine klassische Alterskrankheit, entsteht und schreitet fort in alten Nervenzellen", unterstreicht Christian Behl die Bedeutung der Befunde.

In der Forschungsarbeit, an der als Kooperationspartner Univ.-Prof. Dr. Uwe Wolfrum vom Institut für Zoologie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz sowie Prof. Dr. Ulrich Hartl vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried beteiligt waren, wurde eine spezifische Rolle der Proteine BAG1 und BAG3 beim Proteinabbau während des Alternsprozesses untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass BAG1 und BAG3 den proteasomalen, respektive den lysosomalen Proteinabbau regulieren. "Interessanterweise kommt es während der zellulären Alterung zu einem Umschalten von BAG1 auf BAG3 und einer damit einhergehenden stärkeren Aktivierung des lysosomalen Proteinabbauweges, dem sogenannten Makroautophagieweg", erklärt Erst-Autor Martin Gamerdinger. Zunächst erarbeitet an humanen Fibroblasten, gelang in einem zweiten Schritt die Übertragung auf Nervenzellen. Auch im Gehirn von alten Nagern scheint der BAG3-vermittelte, wesentlich potentere Makroautophagieweg zu überwiegen, eine Art Kompensation einer im Alter erhöhten Last an geschädigten Proteinen, wie die Forscher vermuten. Eine Störung dieses molekularen Umschaltens im Alter könnte eine Ursache sein für das Versagen der zellulären "Protein-Kläranlage" und damit zu einer gesteigerten Ablagerung von Proteinen in Nervenzellen führen, wie sie bei neurodegenerativen Erkrankungen des Menschen gesehen werden. Dies soll in weiterführenden Untersuchungen an entsprechenden Krankheitsmodellen nun detailiert untersucht werden.

Originalveröffentlichung:
Protein quality control during aging involves recruitment of the macroautophagy pathway by BAG3
Martin Gamerdinger, Parvana Hajieva, A. Murat Kaya, Uwe Wolfrum, F. Ulrich Hartl & Christian Behl

The EMBO Journal, online publiziert 19. Februar 2009; doi:10.1038/emboj.2009.29

Kontakt und Informationen:
Univ.-Prof. Dr. Christian Behl
Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie
Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. +49 6131 39-25890
Fax +49 6131 39-25792
E-Mail: cbehl@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/emboj/index.html
http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/PhysiolChemie/patho/patho_startseite.htm
http://www.nature.com/emboj/journal/vaop/ncurrent/abs/emboj200929a.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks
17.02.2017 | Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin, Münster

nachricht Der Entropie auf der Spur
17.02.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Im Focus: Weltweit genaueste und stabilste transportable optische Uhr

Optische Strontiumuhr der PTB in einem PKW-Anhänger – für geodätische Untersuchungen, weltweite Uhrenvergleiche und schließlich auch eine neue SI-Sekunde

Optische Uhren sind noch genauer als die Cäsium-Atomuhren, die gegenwärtig die Zeit „machen“. Außerdem benötigen sie nur ein Hundertstel der Messdauer, um eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

Ökologischer Landbau: Experten diskutieren Beitrag zum Grundwasserschutz

17.02.2017 | Veranstaltungen

Von DigiCash bis Bitcoin

16.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks

17.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

LODENFREY setzt auf das Workforce Mangement von GFOS

17.02.2017 | Unternehmensmeldung

50 Jahre JULABO : Erfahrung – Können & Weiterentwicklung!

17.02.2017 | Unternehmensmeldung