Produktionssteuerung für Gene

Unser Körper gleicht einer Großbaustelle. Die menschlichen Organe arbeiten Hand in Hand zusammen. Doch manchmal geht auch etwas schief. Was passiert eigentlich bei Bluthochdruck? Wie stellt sich unser Körper auf veränderte Umweltbedingungen ein?

Die Aktivität der menschlichen Gene spielt dabei eine entscheidende Rolle. Die Synthese der von ihnen verschlüsselten Proteine wird zielgerichtet forciert, gedrosselt oder gar nicht erst aufgenommen. Professor Mrowka beschäftigt sich mit der Frage, welche Mechanismen die Produktion steuern und welche Regeln dahinter stehen. „Wann und wodurch welches Gen aktiviert wird, ist nun nach der kompletten Entschlüsselung des menschlichen Genoms im Jahr 2003 eine wesentliche Frage der Biomedizin“, so Ralf Mrowka.

Die zentrale Rolle bei der Genaktivierung spielen Transkriptionsfaktoren, DNA-bindende Proteine, die das Ablesen des Gens und die Vervielfältigung der Geninformation als RNA steuern. Um einem der etwa 25 000 menschlichen Gene einen Transkriptionsfaktor und dessen Funktion zuordnen zu können, bedarf es systembiologischer Methoden und Hochdurchsatzverfahren. „Mit Hilfe systembiologischer Verfahren formulieren wir eine Hypothese, die wir im Labor nachprüfen“, beschreibt Professor Mrowka seine Vorgehensweise. Dabei stützt sich seine Arbeit auf Daten aus großen biologischen Datenbanken, in denen die Aktivität aller Gene unter verschiedensten Bedingungen hinterlegt ist. Das in der Niere produzierte Enzym Renin, das maßgeblich an der Regulation des Blutdrucks und des Salz- und Wasserhaushaltes beteiligt ist, steht im besonderen Fokus der Forschung in seiner Arbeitsgruppe.

Im bundesgeförderten Verbundprojekt MedSys beschäftigt sich Mrowkas Arbeitsgruppe außerdem mit pluripotenten Stammzellen. Vier Gene reichen aus, um menschliche Hautzellen in das Stadium undifferenzierter Stammzellen zurück zu versetzen. „Wir versuchen dies nicht wie in den bisherigen Versuchen durch das Einschleusen der Gene in die Zellen zu erreichen, sondern durch kleine chemische Wirkstoffe, die dann die eigenen Gene in den Zellen aktivieren.“ Da man aus den pluripotenten Stammzellen prinzipiell jeden Gewebetyp herstellen kann, erhoffen sich die Wissenschaftler von den Ergebnissen wichtige Impulse für zukünftige Konzepte für den individualisierten Organersatz.

Auf sechs bis acht Mitarbeiter wird die Arbeitsgruppe „Experimentelle Nephrologie“ in den kommenden Wochen anwachsen. Die Anbindung an die Klinik ist Professor Mrowka sehr wichtig: „Wenn wir die molekularen Mechanismen in der Niere aufklären, dürfen wir die Patienten nicht aus den Augen verlieren.“ Diese Sichtweise möchte der 41-Jährige auch den Studierenden vermitteln, ab dem kommenden Sommersemester beteiligt er sich an den Lehrveranstaltungen im Masterstudiengang Molekulare Medizin.

Der gebürtige Zeitzer ist in Dresden aufgewachsen und hat in Berlin Medizin studiert. In London erwarb er das International Diploma of Imperial College im Fach „Engineering and Physical Science in Medicine“. Nach seiner Habilitation an der Charité leitete er zuletzt eine Arbeitsgruppe „Systembiologie“ am dortigen Institut für Vegetative Physiologie. In seiner Freizeit spielt der zweifache Familienvater gern Gitarre, fotografiert und konstruiert Mini-Helicopter.

Kontakt:
Prof. Dr. Ralf Mrowka
Klinik für Innere Medizin III,
Universitätsklinikum Jena
Tel. 03641/9396600
E-Mail: Ralf.Mrowka[at]med.uni-jena.de