Simulieren an den Schaltzentralen

9. Juli 2013, 17:55
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Anna Stary-Weinzinger baut biochemische Strukturen der Zelle am Computer nach

Ein nicht funktionierender Ionenkanal kann lebensgefährlich sein. Diese Ventile in der Zellmembran steuern wichtige Funktionen vom Aktionspotenzial des Herzens bis zum Schmerzempfinden. Die Simulationsexpertin Anna Stary-Weinzinger berechnet am Computer Aufbau, Dynamik und Interaktion dieser Membranproteine mit Arzneistoffen. Auch deren unerwünschten Interaktionen, vulgo Nebenwirkungen.

Für ihre Simulationen baut sie biochemische Strukturen nach und legt so Modelle vor, wie Veränderungen zu Krankheiten führen können. Als Vorlage dienen verwandte Proteine, deren räumliche Struktur mithilfe von Röntgenstrukturanalyse aufgeklärt wurde. Verarbeitet werden die Simulationen im Vienna Scientific Cluster, Österreichs schnellstem Hochleistungsrechner.

Berühmt-berüchtigt ist der sogenannte hERG-Ionenkanal, der unter anderem in Herzmuskelzellen vorkommt. Dort koordiniert der auf Kalium spezialisierte Kanal den Herzschlag. Unbeabsichtigte Veränderungen in seiner Aktivität führen zu Herzrhythmusstörungen und machen ihn zu einem wichtigen Off-Target in der Pharmaindustrie.

Faszinierende Grundlagenforschung

Experimentell wurde gezeigt, dass zwei Aminosäuren für Arzneistoffinteraktionen wichtig sind, aber nicht alle Medikamente mit beiden Aminosäuren interagieren. Erst kürzlich konnte Stary-Weinzinger mithilfe von Strukturmodellen und Computersimulationen zeigen, dass die Flexibilität der Arzneimoleküle ausschlaggebend für dieses Verhalten ist. "Ich will wissen, wie Proteine im Körper funktionieren, und bin neugierig auf die Mechanismen dahinter", beschreibt sie ihre Faszination für Grundlagenforschung. Die Niederösterreicherin, aufgewachsen in Lanzendorf bei Böheimkirchen, belegte nach der HBLA Ernährungswissenschaften an der Uni Wien. Das Studium finanzierte sie sich durch Stipendien und begann mit der Forschung in ihrer Diplomarbeit am Institut für Theoretische Chemie, wo sie Geschmacksrezeptoren an Maus und Mensch modellierte.

Mit dem Doktorat und ihrem Postdoc am Max-Planck-Institut in Göttingen wandte sie sich den Ionenkanälen im Körper zu. Heute ist sie eine von acht Principal Investigators am FWF-Doktoratskolleg "Molecular Drug Targets" und leitet eine eigenständige Forschungsgruppe mit drei Dissertanten. Sehr profitiert hat sie von einem Forschungsaufenthalt am National Cancer Institute in Bethesda (Maryland/USA). Dort heftete sie sich mit ihrem Notizbuch an die Fersen des Gruppenleiters, einer Koryphäe auf dem Gebiet der Strukturmodellierung, der sie an seinem Erfahrungswissen teilhaben ließ.

Für ihre zahlreichen Publikationen wurde sie 2012 mit dem Gertrud Pleskot Award der Fakultät für Lebenswissenschaften der Universität Wien für junge Nachwuchswissenschafterinnen ausgezeichnet. Die Fachfrau fürs Virtuelle, die auf einem Bauernhof aufgewachsen ist, ist ein bodenständiger Landmensch geblieben. Die Liebe zur Natur(wissenschaft) setzt sich auch in ihrer Freizeit fort. Neben dem Laufen und Backen geht sie in ihrem bunten, wuchernden und vielfältigen Garten ihrer Leidenschaft nach. (Astrid Kuffner, DER STANDARD, 10.7.2013)

  • Erforscht Ionenkanäle: Anna Stary-Weinzinger.
    foto: privat

    Erforscht Ionenkanäle: Anna Stary-Weinzinger.

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