Gene können durch bestimmte Proteine in menschlichen Körperzellen je nach Bedarf an- oder ausgeschaltet werden. Doch woher wissen die Eiweißmoleküle, wann sie welche Gene regulieren sollen? Nun ist eine deutsche Forschergruppe dem Mechanismus dieser äußerst komplexen Schaltvorgänge ein Stück näher gekommen. Sie beschreiben in der Zeitschrift „Molecular Cell“, dass die unverknüpfte Form eines Regulatorproteins zur Aktivierung von Genen führt, während die verknüpfte Form im Abschalten von Genen resultiert.
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Vor einigen Jahren gelang es, sämtliche Gene des Menschen zu kartieren und in ihrem Aufbau zu bestimmen. Einige dieser Gene werden in allen Zellen des menschlichen Körpers abgelesen, andere können je nach Bedarf an- oder ausgeschaltet werden. Die Mechanismen, die zu diesem An- oder Ausschalten von Genen führen, sind nur unzulänglich verstanden und werden momentan weltweit von zahlreichen Wissenschaftlern untersucht.
Verknüpfung der Proteine
Diese Schaltvorgänge sind äußerst komplex und werden unter maßgeblicher Beteiligung von Eiweißmolekülen (Proteinen) vermittelt. Nun ergibt sich allerdings die nächste Frage: Woher weiß das regulatorische Protein, wann es welches Gen regulieren soll? Um dieses Problem zu lösen, bedient sich die Natur einer Reihe von Tricks. Einige Proteine sind darauf spezialisiert, sich mit anderen Proteinen zu verknüpfen und damit ihre Eigenschaften zu verändern.
Die Arbeitsgruppe von Prof. Lienhard Schmitz am Biochemischen Institut des Fachbereichs Medizin der Justus-Liebig-Universität Gießen fand heraus, dass die unverknüpfte Form eines Regulatorproteins zur Aktivierung von Genen führt, während die verknüpfte Form im Abschalten von Genen resultiert. Der Verknüpfungsvorgang ist also ein zentraler Schalter, der die Entscheidung zwischen An- oder Abschalten von Genen vermittelt. Allerdings bleibt die Frage offen, wie denn nun der Verknüpfungsvorgang selber reguliert ist, mit anderen Worten: Wer reguliert den Regulator?
Wie die Gießener Arbeitsgruppe nun in einem in der Zeitschrift „Molecular Cell“ erscheinenden Artikel weiter darlegt, ist diese Verknüpfung ihrerseits ein streng regulierter Prozess. Dabei stellt die Aktivierung des Regulatorproteins selbst die Weichen, ob es selber verknüpft wird (also Gene reprimiert) oder die unverknüpfte Form vorzieht, was in einer Genaktivierung resultiert. Die Gießener Arbeitsgruppe hofft, mit diesen Ergebnissen auch ein vertieftes Verständnis der Vorgänge zu erreichen, die der Fehlregulation von Genen bei Krankheitsprozessen zugrunde liegen.
(idw – Justus-Liebig-Universität Gießen, 11.10.2006 – AHE)
