Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteininventur

18.05.2006
Internationale Kooperation von Proteomforschern erfasst erstmals den gesamten aktiven Proteinbestand in Zellen

Seit ungefähr vier Jahren ist das menschliche Genom entschlüsselt - jetzt konzentrieren sich die Wissenschaftler auf die Funktion der einzelnen Gene und damit auf ihre Produkte, die Proteine. Ein bedeutender Schritt zum Verständnis der Proteine ist jetzt Wissenschaftlern aus dem Max-Planck-Institut für Biochemie gelungen: In Zusammenarbeit mit Forschern aus Dänemark, Kanada, China und USA zeigen die Max-Planck Forscher in einer aktuellen Veröffentlichung der Zeitschrift Cell (Cell 125, 1-13), wie man mit modernsten Methoden den gesamten Bestand an aktiven Proteinen in den Zellorganellen zu einem bestimmten Moment erfassen kann. Sie liefern dadurch wesentliche neue Erkenntnisse zum Einsatz von Proteinen in der Zelle.

Zellen sind wie kleine Städte, ausgestattet mit allen notwendigen Einrichtungen der Infrastruktur, die ihnen Funktion, Wachstum und Kommunikation ermöglichen. Seit über 100 Jahren untersuchen Forscher Strukturen und Organellen in der Zelle mit mikroskopischen Methoden und ziehen Rückschlüsse auf ihre Funktion. Ergänzt durch biochemische Methoden sind mittlerweile sehr viele Details aus dem Innenleben dieser grundlegenden Organisationseinheit, aus der alle Lebewesen bestehen, bekannt: Angefangen bei den Mitochondrien als den Kraftwerken der Zelle, die für die Energiegewinnung notwendig sind, über das Endoplasmatische Retikulum, das für die Proteinsynthese unerlässlich ist und die Werkzeuge des Stoffwechsels herstellt, bis hin zum Golgi Apparat, der für die Lipidsynthese zuständig ist und damit wichtige Energiereserven für das Wachstum der Zelle produziert.

Die Wissenschaftler aus der Abteilung von Matthias Mann sind darauf spezialisiert, die einzelnen Proteine in Proteingemischen zu identifizieren. Proteine haben in der Zelle verschiedene Funktionen: Sie übernehmen Transportfunktionen oder leisten wichtige mechanische Stützfunktion. Als Enzyme katalysieren sie die verschiedensten Stoffwechselwege, und sie sind wichtige Bestandteile von Signalketten, über die z.B. Informationen von außerhalb der Zelle an den Zellkern weitergeleitet werden. Damit steuern sie auch das Abschreiben der genetischen Information und die darauffolgende Synthese neuer Proteine.

In der aktuellen Studie untersuchten die Proteom-Forscher Leberzellen der Maus. Mithilfe von Massenspektrometrie und Datenbank-Abgleichen konnten die Wissenschaftler mehr als 1400 Proteine aufspüren, die in zehn unterschiedlichen Zellkompartimenten lokalisiert sind. Einige Proteine lassen sich auf der Basis vorangegangener Untersuchungen eindeutig bestimmten Zellorganellen zuordnen. Diese Proteine wurden bei der Auftrennung des Proteingemisches als Marker eingesetzt. Proteine, die gemeinsam mit diesen Marker-Proteinen auftraten, ließen sich nun eindeutig zuordnen. Diese Methode der Proteinkorrelationsanalyse (engl. Protein Correlation Profiling) wurde von Matthias Mann und seinen Kollegen entwickelt und bereits erfolgreich bei der Bestimmung der Proteinzusammensetzung von einzelnen Zellorganellen eingesetzt.

Nachdem die Proteine der einzelnen "Kompartimente" identifiziert waren, verglichen die Wissenschaftler die jeweiligen Protein-Sets der einzelnen Zellorganellen: Von den 1400 verschiedenen Proteinen, die sie den einzelnen Zellorganellen eindeutig zuordnen konnten, kommen rund 40% auch in anderen Zellorganellen vor. Vergleiche mit Studien an Hefezellen zeigten, dass die Proteine "ihrer" Zellorganelle im Laufe der Evolution treu geblieben waren, und ihre Lokalisation über Millionen von Jahren der Entwicklung von einfachen Organismen bis hin zu Säugetieren offensichtlich stabil beibehalten haben.

Für die Zellbiologie bedeuten diese neuen Forschungsresultate einen Meilenstein. "Erstmalig konnten wir jetzt für eine sehr große Anzahl von Proteinen genaue Angaben machen, wo genau sie sich in der Zelle befinden. Daraus ergeben sich völlig neue Erkenntnisse über ihre Funktion und Wechselwirkung mit anderen zellulären Proteinen und Zellorganellen", erklärt Matthias Mann. Die Forscher hoffen mit der Proteinkorrelationsanalyse Aussagen treffen zu können, welche Proteine an der Fehlregulation von Zellen beteiligt sein können, und damit zur Erforschung von Krankheiten beizutragen, die auf gestörter Kommunikation in der Zelle beruhen.

Originalveröffentlichung:

Leonhard J. Foster, Carmen L. de Hoog, Ynaling Zhang, Yong Zhang, Xiaohui Xie, Vamsi K. Mootha and Matthias Mann
A mammalian organelle map by protein correlation profiling.
Cell 125 (1-13): 1-13 (April 2006)

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Protein Proteinkorrelationsanalyse Zelle Zellorganellen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen
20.07.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten
20.07.2018 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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