Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blockade in der zellulären Müllabfuhr

21.06.2013
Proteine können ihre komplexen Aufgaben in der Zelle nur erfüllen, wenn sie eine jeweils spezifische dreidimensionale Struktur einnehmen.

Weil fehlgefaltete Proteine häufig toxisch sind, werden sie sofort umgefaltet oder abgebaut. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts (MPI) für Biochemie in Martinsried bei München haben nun in Hefe gezeigt, dass bestimmte Proteinablagerungen einen wichtigen Abbauweg für defekte Proteine blockieren - und so das fragile molekulare Gleichgewicht in der Zelle stören. Die Ergebnisse der Studie wurden jetzt in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht.


Anhäufungen von PolyQ-Proteinen (rot) verhindern den Abbau von fehlgefalteten Proteinen (grün) und sammeln sich in Einschlüssen im Zellinneren an. Der Zellkern ist in blau angefärbt.


Bild: Sae-Hun Park, Copyright: MPI für Biochemie.

Proteinablagerungen in Zellen können schwere Leiden wie die Huntington-Krankheit verursachen. Die massiven Bewegungsstörungen, die bei dieser Krankheit auftreten, werden vermutlich durch Ablagerungen von bestimmten Proteinen, den polyQ-Proteinen hervorgerufen. Wissenschaftler der Forschungsabteilung „Zelluläre Biochemie" um F.-Ulrich Hartl konnten jetzt zeigen, wie diese Proteinablagerungen, auch Plaques genannt, das zelluläre Gleichgewicht empfindlich stören.

Zellen in der Balance

Die Gesamtheit aller zellulären Proteine bildet das Proteom, dessen Zusammensetzung über ein fein austariertes Gleichgewicht von Proteinherstellung und –abbau bestimmt wird. Dieser Prozess wird auf mehreren Ebenen reguliert. Zentrale Helfer sind hier die molekularen „Chaperone“, die Proteine bei der richtigen Faltung unterstützen oder aber bei irreparablen Fehlfaltungen dem Abbau zuführen. Dieses Vorgehen soll unter anderem die Bildung von Proteinplaques verhindern. Dem Team um Hartl gelang jetzt der Nachweis, dass polyQ-Ablagerungen in Hefe vor allem auf das Chaperon Sis1p wirken.

Dieses Molekül fungiert als zelluläres Shuttle: Es transportiert fehlgefaltete Proteine aus dem Zytosol in den Zellkern, wo sie abgebaut werden. Die schädlichen PolyQ-Plaques unterbinden diesen Prozess, indem sie Sis1p abfangen. „Dadurch häufen sich fehlgefaltete Proteine in der Zelle an, was zur Toxizität der PolyQ-Aggregate beitragen könnte“, sagt Sae-Hun Park, Wissenschaftler am MPI für Biochemie und Erstautor der Studie.

Möglicherweise laufen ähnliche Prozesse bei polyQ-Erkrankungen im Menschen ab. Denn auch in Säugerzellen werden fehlgefaltete Proteine aus dem Zytosol in den Kern transportiert. Hier spielt das Chaperon DnajB1 eine ähnliche Rolle wie Sis1p in Hefe. Das Team um Hartl geht nun sogar - entgegen herrschender Meinung - davon aus, dass dieser Abbauweg die wichtigste Art der Entsorgung fehlgefalteter Proteine aus dem Zellinneren ist. Weiterführende Studien sollen nun zeigen, ob und inwieweit diese fundamentalen Prozesse bei krankmachenden Proteinplaques eine Rolle spielen.

Originalpublikation:
Sae-Hun Park, Yury Kukushkin, Rajat Gupta, Taotao Chen, AyanoKonagai, Mark S. Hipp, Manajit Hayer-Hartl, F.Ulrich Hartl: PolyQ Proteins Interfere with Nuclear Degradation of Cytosolic Proteins by Sequestering the Sis1p Chaperone, Cell, June 20, 2013.
DOI: 10.1016/j.cell.2013.06.003

Kontakt:
Prof. Dr. F.-Ulrich Hartl
Zelluläre Biochemie
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
E-Mail: uhartl@biochem.mpg.de
www.biochem.mpg.de/hartl

Anja Konschak
Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Tel.: +49 89 8578-2824
E-Mail: konschak@biochem.mpg.de
Weitere Informationen:
http://www.biochem.mpg.de/news/pressroom/index.html
- Pressemitteilungen des MPI für Biochemie
http://www.biochem.mpg.de/hartl
- Forschungsabteilung "Zelluläre Biochemie" (F.-Ulrich Hartl)

Anja Konschak | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.biochem.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise