Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Protein mit zwei Gesichtern

22.01.2016

Der Molekularbiologe Elmar Wolf interessiert sich für Proteine, die für das unkontrollierte Wachstum vieler Tumorarten verantwortlich sind. Jetzt hat ihm die Deutsche Forschungsgemeinschaft die Einrichtung einer Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe genehmigt.

Es kommt, wie so oft im Leben, auf die richtige Dosis an: Produzieren Zellen zu wenig eines bestimmten Proteins, kann der Organismus nicht wachsen und seine Funktionen aufrechterhalten. Stellen sie zu viel davon her, entarten die Zellen und bilden Tumorgewebe. Die Rede ist von Myc – dem Schlüsselprotein in den komplexen Schaltkreisen des Zellwachstums.


Elmar Wolf an seinem Schreibtisch im Biozentrum der Uni Würzburg.

Foto: Anneli Gebhardt-Wolf

1,2 Millionen Euro für die eigene Forschungsgruppe

Myc steht im Mittelpunkt der Forschung von Dr. Elmar Wolf, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie der Universität Würzburg. Und das wird auch in Zukunft so bleiben: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat jetzt Wolfs Antrag auf Einrichtung einer Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe genehmigt. Ausgestattet mit insgesamt 1,2 Millionen Euro kann der Humanbiologe mit seinem eigenen Team in den nächsten fünf Jahren intensiv an dem Protein forschen.
„Mittlerweile ist bekannt, dass bei einem Großteil aller Tumore des Menschen das MYC-Gen so verändert ist, dass es übermäßig aktiv ist“, erklärt Elmar Wolf. In der Folge produzieren die Tumorzellen viel zu viele Myc-Proteine; diese kurbeln den Stoffwechsel an und lassen das Zellwachstum entgleisen.

Wie das abläuft, ist ebenfalls gut erforscht: „Myc bindet im Zellkern ans Erbgut und aktiviert dort gezielt Gene“, erklärt Wolf. Liegen die Proteine in Tumorzellen in einer „Überdosis“ vor, regulieren sie allerdings ganz andere Gene als in gesunden Zellen – mit den bekannten fatalen Folgen. Einige hundert Gene haben Wissenschaftler mittlerweile identifiziert, die in Tumorzellen von Myc-Proteinen aktiviert werden. Tatsächlich aber binden die Proteine an Zehntausende von Genen.

Myc: Angriffspunkt für neue Therapien?

Wenn also Myc-Proteine für einen Großteil menschlicher Tumore verantwortlich sind: Bieten sie sich dann nicht als idealer Angriffspunkt für neue Therapien an? „Das ist sehr schwierig. Schließlich sind sie in ihrer normalen Funktion essentiell für den Körper“, sagt Elmar Wolf. Wie es allerdings doch gehen könnte, haben Wolf und der Leiter des Lehrstuhls für Biochemie und Molekularbiologie, Professor Martin Eilers, vor kurzem in einer Studie demonstriert, die sie gemeinsam mit Martine F. Roussel vom St. Jude Children’s Reserch Hospital (Memphis, USA) durchgeführt haben. In der Fachzeitschrift Cancer Cell haben die beiden Ende 2015 ihre Ergebnisse veröffentlicht.

„Wir haben uns dabei mit einer bestimmten Art von Tumoren des Kleinhirns beschäftigt – sogenannten Medulloblastomen, die in erster Linie bei Kindern auftreten“, erklärt Wolf. Die Wissenschaftler hatten sich für die Frage interessiert, warum sich vier Unterarten dieser Tumoren in ihrer Aggressivität deutlich unterscheiden. Dabei hatten sie entdeckt, dass bei einem Typ, der für die Betroffenen mit einer besonders schlechten Prognose einhergeht, die Myc-Proteine sich mit einem weiteren Protein verbünden – dem Miz1-Protein.

Hinderten sie die beiden Proteine nun daran, sich zu verbünden, stiegen die Überlebenschancen der Versuchstiere deutlich an. Weil die Interaktion von Myc- und Miz1-Proteinen im normalen Organismus nicht notwendig ist, zeichnet sich an dieser Stelle ein Angriffspunkt für eine Therapie gegen eine aggressive Tumorerkrankung an. „Auf diese Weise lässt sich möglicherweise die physiologisch notwendige Funktion von Myc von der unerwünschten onkogenen trennen“, hofft Wolf.

Suche nach grundlegenden Antworten

Die Suche nach einer Therapie gegen Krebs steht allerdings nicht an oberster Stelle in Elmars Wolfs Emmy-Nother-Nachwuchsgruppe. „Ich will das Protein Myc auf molekularer Ebene besser verstehen“, sagt er. Und dabei stehe die Frage, wie Myc das normale Wachstum der Zellen kontrolliert, an oberster Stelle. Entscheidend für das Zellwachstum, so Wolf, ist die Anzahl der Ribosomen im Zellinneren. Diese sind quasi die „Proteinfabriken“ der Zelle, sie übersetzen die im Erbgut gespeicherte genetische Information in Proteine. Um Ribosomen herzustellen, benötigen die Zellen drei sogenannte RNA-Polymerasen – Maschinen, die das Genom ablesen und Vorläufer der Proteine herstellen.

„Myc kontrolliert die Aktivität dieser drei Polymerasen. Ich will verstehen, wie das funktioniert“, beschreibt Wolf das Ziel seiner Arbeit. Wie bindet Myc an die Polymerasen, auf welchem Weg steuert es ihre Aktivität? Wie erzeugt es auf diese Weise Wachstum“, lauten nur ein paar Fragen, auf die der Wissenschaftler in den kommenden Jahren Antworten finden will. Ob die fünf Jahre, die ihm die DFG finanziert dafür ausreichen? „Man wird in dieser Zeit nicht alles erreichen können“, sagt er. Aber im Großen und Ganzen seien seine Ziele realistisch.

Zur Person

Elmar Wolf (36) hat von 2000 bis 2005 an der Universität Marburg Humanbiologie studiert. Seine Doktorarbeit hat er 2010 am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen vorgelegt. Ihr Titel lautet: „Elektronenmikroskopische Lokalisierung funktioneller Zentren am isolierten Spleißosom“. Seit Juli 2010 forscht Wolf als Postdoc am Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie der Universität Würzburg; er ist verheiratet und Vater zweier Kinder.

Kontakt

Dr. Elmar Wolf, Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie
T: (0931) 31-83259, elmar.wolf@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics