Wiener Wissenschafter forschen auf nobelpreisgekröntem Gebiet

22. Oktober 2016, 12:00
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Bei der Entsorgung von zellulärem "Müll" kommt es auf Ort und Zeitpunkt an

Wien – Der Medizin-Nobelpreis 2016 ging an den japanischen Zellforscher Yoshinori Ohsumi. Der Wissenschafter vom Tokyo Institute of Technology hat den Mechanismus der Autophagie ("Selbstverdauung") in Zellen entdeckt und ihn aufgeklärt. Details zu der Funktion eines der beteiligten Proteine haben jetzt Wiener Wissenschafter aufgeklärt und in "Molecular Cell" publiziert.

Stichwort Autophagie

Autophagie sorgt durch ein komplexes Zusammenspiel von Proteinen für den Abbau defekter Zellbestandteile und die Beseitigung von Krankheitserregern, welche die Zelle befallen haben. Zusätzlich ermöglicht Autophagie der Zelle, Nahrungsmangel zu überdauern, was eine Art Recycling bedingt. Absolut notwendig ist aber, dass die Autophagie präzise reguliert wird: "Für eine Zelle kann eine fehlerhafte Aktivierung der Autophagie tödliche Folgen haben", so Raffaela Torggler, eine der Autorinnen der Studie.

Ohsumi hat insgesamt mehr als ein Dutzend von Regulationsproteinen für die Autophagie identifiziert. Eines davon ist Atg1. Nun haben die Forscher und Forscherinnen um Claudine Kraft an den Max F. Perutz Laboratories der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien entdeckt, dass die Aktivierung von Atg1 in Raum und Zeit reguliert werden muss.

Wann und wo der Müllsack geschnürt wird

Sowohl der Regulator Atg1 als auch der zu entsorgende "Müll" werden demgemäß unabhängig voneinander an jenen Ort in der Zelle gebracht, an dem die abzubauenden Proteine und Zellbestandteile in einen zellulären "Müllsack" verpackt wird. Nur wenn an diesem Standort Atg1 und der Abfall zeitgleich anwesend sind, wird das Marker-Protein aktiviert und die Autophagie eingeleitet. "Wir konnten nachweisen, dass die Zelle nur an diesem Ort die Begegnung von Atg1 und dem Müll erlaubt. Das ermöglicht eine stringente Kontrolle der Autophagie in Raum und Zeit und verhindert so ihre fehlerhafte Aktivierung", sagte Claudine Kraft.

In einer normalen Zelle werden Atg1 und der Müll von zwei Koordinatoren an den Verpackungsort gebracht. Werden diese Koordinatoren künstlich entfernt, treffen sich Atg1 und der Müll nicht, der Abbau kann nicht eingeleitet werden. Daniel Papinski aus dem Team sagte: "In Zellen ohne diese Koordinatoren konnten wir Autophagie trotzdem aktivieren, indem wir Atg1 und den Müll künstlich zusammengeführt haben." Damit sei der Nachweis gelungen, dass dieser Vorgang entscheidend sei.

Von den Erkenntnissen rund um die Autophagie werden auch neue Strategien in der Entwicklung von Medikamenten erwartet. Dazu fallen immer wieder sofort die Schlagworte vom Entwickeln von Therapien gegen Krebs und Morbus Alzheimer. Doch bis dahin ist es ein weiter Weg. (APA, 22. 10. 2016)

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