Wer arbeitet mit wem zusammen? Diese Frage haben Wissenschaftler des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch bei menschlichen Proteinen untersucht. Das Ergebnis ist eine weltweit einzigartige Karte, die 3.186 Protein-Wechselwirkungen zwischen 1.705 Proteinen darstellt. Darunter befinden sich auch bislang unbekannte Interaktionspartner von 195 Proteinen, die von Wissenschaftlern mit Krankheiten in Verbindung gebracht werden.
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„Wir haben den Grundstein dafür gelegt, dass jetzt sozusagen ein Schaltplan unseres Körpers erstellt werden kann. Die Karte hilft uns, die Funktionen der Proteine aufzuklären und die komplexen Vorgänge in unseren Zellen zu verstehen“, erklärt Professor Erich Wanker, der die Studie leitete.
Das Wissenschaftler-Team um Wanker und Dr. Ulrich Stelzl, an dem auch Kollegen des Max-Planck-Instituts für Molekulare Genetik (Berlin) und des Deutschen Ressourcenzentrums für Genomforschung GmbH (Standort Heidelberg) beteiligt sind, berichtet in der Zeitschrift Cell über ihre Ergebnisse.
Die Forscher hoffen, mithilfe der erstellten Karte auch Krankheiten zukünftig besser zu verstehen und neue Therapieansätze zu entdecken. So fanden sie zum Beispiel neue Interaktionspartner des Proteins Emerin (EMD): Eine mutierte Form des EMDs verursacht eine seltene und sehr schmerzhafte Form der Muskelschwäche, die so genannte Emery-Dreifuss Muskeldystrophie. „Unsere Interaktionskarte ermöglicht es, die Funktion von EMD und die Rolle seiner Proteinpartner bei der Entstehung dieser Muskeldystrophie aufzuklären“, so Wanker.
Hefe-2-Hybrid-System im Einsatz
Die umfangreichen Untersuchungen zu menschlichen Protein-Wechselwirkungen waren nur mit einer speziellen Technologie möglich: dem so genannten automatisierten Hefe-2-Hybrid-System. Bei dieser Methode werden Hefezellen eingesetzt, um die Bindungspartner der Proteine zu identifizieren. „Was früher mühsam mit der Hand durchgeführt werden musste, wird jetzt durch ein Robotersystem blitzschnell abgearbeitet“ erklärt Wanker. „Wir hätten es sonst niemals geschafft, über 25 Millionen einzelne Experimente durchzuführen, um zu überprüfen, ob bestimmte Proteinpaare miteinander zusammenarbeiten“. Wanker und Stelzl entwickelten die Technologie vor vier Jahren.
Das international einmalige Projekt konnten die Forscher mithilfe des Nationalen Genomforschungsnetzes (NGFN) realisieren – ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiiertes medizinisches Großprojekt. Das NGFN ermöglicht es den Wissenschaftlern systematisch die Gene und Proteine des Menschen zu erforschen, um so ihre Rolle bei Krankheiten zu verstehen.
(idw – Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), 06.09.2005 – DLO)
