Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Amyotrophe Lateralsklerose: Neue Einblicke in die Krankheitsmechanismen

11.02.2008
Genmutationen des wichtigen Abwehrenzyms SOD1 untersucht - Toxische Wirkung steht offenbar nicht in Verbindung mit Proteinaggregaten

Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine schnell fortschreitende, unheilbare Erkrankung des zentralen Nervensystems, bei der auf bisher unbekannte Weise bestimmte Nervenzellen, die unsere Muskulatur steuern, absterben. Einer breiteren Öffentlichkeit wurde ALS im letzten Jahr bekannt, als der Maler Jörg Immendorff an dieser Nervenkrankheit verstarb.

Neurowissenschaftler am Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben in Zusammenarbeit mit einer Forscherkollegin aus Heidelberg nun neue Hinweise auf den molekularen Mechanismus der Krankheitsentstehung entdeckt. Die Arbeit wurde im Journal Human Molecular Genetics veröffentlicht (Hum. Mol. Genet., Advance Access published on January 22, 2008).

Bei der ALS sind sowohl zufällig auftretende (sporadische) Formen, als auch genetisch vererbbare (familiäre) Formen bekannt. Veränderungen im Gen des wichtigen Abwehrenzyms Kupfer-Zink-Superoxiddismutase (SOD1), das in allen Körperzellen vorkommt, bilden den hauptsächlichen Auslöser der vererbten ALS. Obwohl diese Mutationen bereits vor 15 Jahren erkannt wurden, sind die genauen Mechanismen, die zum selektiven Absterben der sogenannten Motorneuronen bei der ALS führen, weithin unbekannt. Frühere Studien zeigten, dass genetisch veränderte, mutante SOD1 nicht durch den Verlust der Enzymaktivität ALS auslösen kann, sondern indem eine oder mehrere, bisher unbekannte toxische Eigenschaften erworben werden.

... mehr zu:
»Proteinaggregat

In der jetzt veröffentlichten Studie konnten die Mainzer Wissenschaftler um Dr. Albrecht Clement und Univ.-Prof. Christian Behl belegen, dass eine der möglicherweise schädlichen Eigenschaften mutanter SOD1, nämlich die Tendenz Proteinaggregate zu bilden und damit die zelluläre Physiologie zu beeinträchtigen, nicht zur Toxizität beiträgt. "Das hat uns besonders überrascht, weil bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson die Zusammenballung von Eiweißstoffen zu solchen Proteinaggregaten als der zentrale krankheitsauslösende Prozess diskutiert wird", erklärt Behl. "Für die untersuchten familiären Fälle der ALS gilt dieses Konzept offensichtlich nicht."

Um dies zu erarbeiten, wurden von den Mainzer Forschern speziell konstruierte SOD1-Proteinformen eingesetzt. SOD1 wird üblicherweise erst dann enzymatisch aktiv, wenn zwei SOD1-Moleküle ein sogenanntes Homodimer bilden. Bei Patienten mit dominant vererbten SOD1-Mutationen kommen sowohl mutante als auch normale, wildtypische SOD1-Proteine vor. In der vorgelegten Arbeit konnte nun erstmals gezeigt werden, dass durch die Bildung von sogenannten Heterodimeren zwischen mutanter und wildtypischer SOD1 die Aggregationsneigung mutanter SOD1 vermindert ist. Werden nun diese Heterodimere in kultivierte Zellen oder in Nervenzellen des Fadenwurms C. elegans als Modellorganismus eingebracht, ist deren toxische Wirkung trotz der verringerten Aggregatbildung überraschenderweise nicht vermindert. Im Gegenteil: Bei manchen SOD1-Mutationen zeigen sogar erst diese Heterodimere, also die Kombination aus mutanter und normaler, wildtypischer SOD1, einen schädlichen Einfluss sowohl auf die Zellen als auch auf den Wurm C. elegans.

Die Arbeit weist darauf hin, dass die toxische Wirkung von mutanter SOD1 eher von löslichen (nicht aggregierten) Proteinen und/oder einer untypischen enzymatischen Aktivität ausgeht. Die genaue Kenntnis dieser toxischen Eigenschaften, die derzeit im Mainzer Labor intensiv erforscht werden, kann dann im Folgenden zur Entwicklung neuer Therapien führen.

Der Beitrag mit dem Titel "Heterodimer formation of wild-type and amyotrophic lateral sclerosis-causing mutant Cu/Zn-Superoxide dismutase induces toxicity independent of protein aggregation" von Heidrun Witan, Andreas Kern, Ingrid Koziollek-Drechsler, Rebecca Wade, Christian Behl und Albrecht Clement ist bei der Zeitschrift Human Molecular Genetics unter folgender Adresse einzusehen:

http://hmg.oxfordjournals.org/cgi/reprint/ddn025v1.

Die Arbeit wurde vom Interdisziplinären Forschungszentrum für Neurowissenschaften (IFZN) der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, der Stiftung für Innovation Rheinland-Pfalz und dem Graduiertenkolleg Neurowissenschaften an der Universität Mainz gefördert.

Kontakt und weitere Informationen:
Univ.-Prof. Christian Behl / Dr. Albrecht Clement
Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. +49 6131 39-25890
E-Mail: cbehl@uni-mainz.de; clement@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.ifzn.uni-mainz.de/
http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/PhysiolChemie/patho/patho_startseite.htm
http://hmg.oxfordjournals.org/cgi/reprint/ddn025v1

Weitere Berichte zu: Proteinaggregat

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Unordnung in der Leber
23.10.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Bonobos: Menschenaffen mit "hohen Tönen"
23.10.2018 | Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie

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: Mit Gravitationswellen die Dunkle Materie ausleuchten

Schwarze Löcher stossen zusammen, Gravitationswellen breiten sich durch die Raumzeit aus - und ein riesiges Messgerät ermöglicht es, die Struktur des Universums zu erkunden. Dies könnte bald Realität werden, wenn die Raumantenne LISA ihren Betrieb aufnimmt. UZH-Forschende zeigen nun, dass LISA auch Aufschluss über die schwer fassbaren Partikel der Dunklen Materie geben könnte.

Dank der Laserinterferometer-Raumantenne (LISA) können Astrophysiker Gravitationswellen beobachten, die von Schwarzen Löchern ausgesendet werden. Diese...

Im Focus: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Lehren und Lernen mit digitalen Medien im Fokus

22.10.2018 | Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

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

Was die Zelle entarten lässt

23.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Zukunft der Energieversorgung: Kombinierter Energiespeicher als Schlüsseltechnologie

23.10.2018 | Energie und Elektrotechnik

Ein Gespenst am Südhimmel

23.10.2018 | Physik Astronomie

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