Berliner Forscher haben neue Erkenntnisse über die Kontrolle der zellulären Proteinproduktion gewonnen. Mit Hilfe gentechnisch veränderter Mäuse konnten sie jetzt erstmals nachweisen, dass ein evolutionär konservierter Regulationsmechanismus der Proteinproduktion auch in hoch entwickelten Säugetieren von großer Bedeutung ist.
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Die grundlegenden Ergebnisse der Wissenschaftler um Dr. Klaus Wethmar und Professor Achim Leutz vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch könnten helfen, neue Therapien und Medikamente gegen Erkrankungen wie beispielsweise Krebs zu entwickeln, berichtet die Fachzeitschrift „Genes & Development“.
Proteine Grundbausteine jeder Zelle
Proteine sind die Grundbausteine jeder lebenden Zelle. Die Baupläne der Proteine liegen verschlüsselt in der DNA von Genen vor. Diese Baupläne werden zunächst in Boten-RNA umgeschrieben, die dann als Vorlage zur Proteinproduktion dient. Manche RNAs besitzen so genannte kurze offene Leserahmen – upstream open reading frames (ORF) -, die die Proteinproduktion abhängig von der jeweiligen Zellphysiologie steuern.
Solche uORF Kontrollbereiche kommen in sämtlichen Lebewesen von der Hefe bis zum Menschen vor. Sie sind vor allem in den Boten-RNAs wichtiger Regulatorproteine anzutreffen, die für die Teilung, die Spezialisierung, den Stoffwechsel und die Stressbewältigung von Zellen entscheidend sind.
Bedeutung von uORF nachgewiesen
Die MDC-Forscher um Leutz haben jetzt erstmals in einem Mausmodell die physiologische Relevanz eines bei allen Wirbeltieren, einschließlich dem Menschen, konservierten uORF nachweisen und messen können. Dabei stellten sie fest, dass Mäuse, denen der uORF eines wichtigen Regulatorproteins fehlt, eine gestörte Leberregeneration und ein verändertes Knochenwachstum aufweisen.
Diese Ergebnisse, verbunden mit dem Vorkommen von uORFs in zahlreichen weiteren Boten-RNAs, lassen die MDC-Forscher zum dem Schluss kommen, dass entwicklungsgeschichtlich konservierte uORFs weitreichende Regulationsfunktionen im lebenden Organismus haben könnten.
Bald neue Medikamente?
Die Forscher vermuten, dass die Steuerung der Proteinproduktion durch uORFs im Zusammenhang mit vielen Krankheiten, insbesondere auch Krebserkrankungen steht, da beispielsweise Wachstumsfaktoren oder Onkogene häufig uORFs besitzen.
„Bisher gibt es praktisch keine Medikamente, die spezifisch auf die Kontrolle der Proteinproduktion durch uORFs einwirken“, erläutert Leutz. „Nachdem die regulatorische Funktion der uORFs jedoch höchst relevant ist, wäre es sinnvoll nach Medikamenten zu suchen, die die Funktion der uORFs beeinflussen können“, meint der Forscher.
(idw – Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), 07.01.2010 – DLO)
