Körpereigener "Qualitätsmanager" regelt Immunantwort

17. September 2014, 15:45
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Bereits bekannter Mechanismus hat eine Funktion mehr als gedacht

Wien - Das Immunsystem von Tieren und Pflanzen muss wohldosiert agieren: Reagiert es zu wenig, wird der Organismus krank, übertreibt es, schädigt es den Organismus. Ein bisher nur der "Qualitätssicherung" in der Proteinherstellung zugeschriebener Mechanismus sorgt für diese ausgewogene Immunantwort, fanden nun Wiener Forscher heraus und berichten darüber im Fachjournal "Cell Host & Microbe".

Für die Produktion von Proteinen in Zellen werden Gene vom Erbgut abgelesen. Diese Bauanleitungen in Form sogenannter Boten-RNA (mRNA) unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle. Wenn sie Fehler enthalten, werden sie zerstört, damit keine defekten und möglicherweise schädlichen Proteine hergestellt werden. Verantwortlich dafür ist ein eigener "Qualitätsmanager", ein Mechanismus, der als "Nonsense-mediated mRNA Decay" (NMD) bezeichnet wird.

Weitere Aufgaben

Forscher des Gregor Mendel Instituts für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien untersuchten die Funktion von NMD anhand der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana). Sie fanden heraus, dass der "Qualitätsmanager" noch weitere Aufgaben in der Zelle hat.

Er steuert auch vollkommen intakte mRNAs. "Darunter auch die Bauanleitungen für Immunrezeptoren, die für eine effiziente Antwort auf Krankheitserreger notwendig sind", erklärte Studienautor Jiradet Gloggnitzer in einer Aussendung des GMI. In gesunden Pflanzen sorgt der "Qualitätsmanager" dafür, dass die Menge dieser Immunrezeptoren, die mit den menschlichen Toll-like Immunrezeptoren verwandt sind, niedrig bleibt.

Was bei fehlerhafter Funktion geschieht

Gloggnitzer konnte zeigen, dass eine Autoimmunreaktion ausgelöst wird, wenn der NMD-Mechanismus nicht funktioniert. "Für die Pflanzen ist dies fatal, sie stecken ihre ganze Energie in eine vollkommen unnötige Immunantwort und bleiben dadurch zwergwüchsig, ihre Blätter sterben ab, weil sie so die Ausbreitung von gar nicht vorhandenen Krankheitserregern zu verhindern versuchen, und letztendlich führt die Autoimmunreaktion sogar zu ihrem Tod", so der Molekularbiologe. Auch bei Mäusen und Fruchtfliegen führt ein fehlerhafter NMD-Mechanismus zum Tod.

Im Bedarfsfall schalten die Pflanzen den "Qualitätsmanager" kurzfristig ab. Angesicht der Bedrohung durch Keime nehmen sie damit in Kauf, auf die Qualitätskontrolle ihrer Proteine zu verzichten. "Offensichtlich ist dies kurzfristig ein Vorteil, obwohl dadurch massenhaft defekte Proteine hergestellt werden", sagte er. Bisher nahmen die Forscher an, dass die vielen defekten Proteine der Grund für das Absterben von Organismen mit NMD-Störung sind, tatsächlich ist es die Immunrezeptor-Überproduktion. Konnten die Pflanzen umgekehrt ihren "Qualitätsmanager" nicht in Zaum halten, ging es ihnen bei einer Infektion mit Bakterien sehr schlecht, und sie konnten sich nicht angemessen wehren. (APA/red, derStandard.at, 17. 9. 2014)

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