Zellsignale besitzen Sicherungskasten

Einen neuen Mechanismus zur Steuerung von Zellsignalen haben Molekularbiologen der Universität Wien entdeckt. Sie haben eine Proteingruppe untersucht, die für die Zellteilung und damit auch für unkontrolliertes Zellwachstum wie bei der Entstehung von Krebs wichtig ist.

Entschlüsselt wurde dabei laut Fachmagazin Nature Structural and Molecular Biology ein neuer Regulationsmechanismus von Enzymen des MAP-Kinase-Signalwegs, welche in der Embryonalentwicklung, bei Differenzierung, Wachstum und Bewegung von Zellen sowie beim programmierten Zelltod eine Rolle spielen.

Die beiden untersuchten Enzyme namens „mek1“ und „mek2“ sind gekoppelte Schwesternenzyme des Signalwegs. Den Wiener Molekularbiologen gelang es, das erste der beiden Enzyme auszuschalten. „Wir hatten angenommen, dass das Ausschalten des Hauptaktivator-Gens die Funktionsweise des Signaltransduktionsweges anhält oder zumindest beeinträchtigt.

Doch die Signalweiterleitung funktionierte weiter, sogar noch viel besser als zuvor. Denn das Schwesterenzym mek2 war plötzlich hyperaktiv,“ so Forschungsleiterin Manuela Baccarini im pressetext-Interview. Sichtbar wurde, dass die beiden gekoppelten Enzyme nur ähnliche statt gleiche Funktionen besitzen und nur als zusammengehöriger Komplex funktionieren. „Ist mek1 zerstört, kann mek2 nicht mehr abgeschaltet werden. Diese Regulation läuft über eine negative Feedback-Schleife“, erklärt die Molekularbiologin.

Dieser Mechanismus, der nun erstmals durch das Ausschalten des Enzyms im Labor sichtbar wurde, ist in der Natur in vielfacher Weise anzutreffen. „Er vollzieht sich praktisch in jeder Zelle. Bisher haben wir ihn im Embryo, im Gehirn und in der Haut von Mäusen nachgewiesen“, so Baccarini. Weitere Forschungen sollen nun zeigen, wie der Mechanismus die Entstehung von Krebszellen beeinflusst. „Bei 70 Prozent aller Krebszellen ist eine Hyperaktivierung des Signalweges zu verzeichnen. Wenn wir dessen Funktionsweise besser verstehen, kann das wichtige Ansatzpunkte für die Krebstherapie haben“, so die Wiener Forscherin.

Hoffnung bringt diese Erkenntnis auch für die Behandlung bestimmter anderer Krankheiten. „MAP-Kinase-Hyperaktivität ist auch beim Noonan- sowie beim Leopard-Syndrom anzutreffen. Hintergrund dieser Leiden, die das Gesicht der Betroffenen entstellen und ein höheres Krebsrisiko bedeuten, sind genetische Punktmutationen in den Enzymen der Kaskade“, so Baccarini zu pressetext.