13.01.2022 12:23
Tödliche Kombination: neuer direkter Auslöser für den Zelltod entdeckt
Das Verständnis von grundlegenden Mechanismen, die zum Zelltod (Apoptose) führen, ist essenziell für die Entwicklung von Therapien für Krebs und andere Erkrankungen. Wissenschaftler:innen haben nun eine Proteininteraktion entdeckt, die direkt den Zelltod auslöst / Veröffentlichung in „The EMBO Journal“.
Plötzlich gesund
Fortschreitende Naturerkenntnis, ganz allgemein gesprochen, ‘Wissenschaft’, ist der stärkste Feind des medizinischen Wunders. Was unseren Vorfahren als Wunder erschien, was einfache Naturvölker heute noch in heftige Erregung versetzt, das berührt den zivilisierten Menschen längst nicht mehr.
Doch es gibt einen Gegensatz, der jedem Denkenden sofort auffällt: der unerhörte, durchaus nicht abgeschlossene Aufstieg der wissenschaftlichen Heilkunde und die ebenso unerhörte Zunahme der Laienbehandlung und der Kurpfuscherei. Man schätzt die Zahl der Menschen, die der Schulmedizin kein Vertrauen schenken, auf immerhin 50 Prozent.
Wie kann es sein, daß Laienbehandler und Kurpfuscher immer wieder spektakuläre Erfolge aufweisen, von denen die Sensationspresse berichtet?
Der Autor geht dieser Frage nach und kommt zu interessanten Erkenntnissen, aus denen er Vorschläge für eine bessere Krankenbehandlung durch seine ärztlichen Standesgenossen ableitet.
Wissenschaftler:innen um Professorin Ana J. Garcia-Saez am CECAD Exzellenzcluster für Alternsforschung der Universität zu Köln haben gezeigt, dass bei der Apoptose, dem programmierten Zelltod, ein direktes physisches Zusammenspiel der zwei Proteine BAX und DRP1 vorliegt. DRP1 kann durch die Bindung an BAX als direkter Zelltod-Aktivator dienen, ohne dass weitere Auslöser des Zelltods nötig sind. Diese Erkenntnis könnte zur Entwicklung neuer Zelltod-Regulatoren für beispielsweise Krebstherapien führen. Der Artikel „DRP1 interacts directly with BAX to induce its activation and apoptosis“ wurde in The EMBO Journal veröffentlicht.
Es ist bekannt, dass das sogenannte „apoptotische Vollstreckerprotein“ BAX in der Zelle an der Mitochondrienmembran auf DRP1 trifft. Letzteres ist ein Dynamin-ähnliches Protein, welches bei der Teilung von Mitochondrien eine entscheidende Rolle spielt. Die funktionellen Auswirkungen ihres Zusammenspiels und der Beitrag von DRP1 zur Apoptose waren bislang jedoch höchst umstritten.
BAX ist ein Schlüsselprotein auf dem Weg zum Zelltod. Das Verständnis des Wirkmechanismus von BAX ist entscheidend für die therapeutische Regulierung der Apoptose. Durch konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit höchster Auflösung und biochemischen sowie biophysikalischen Methoden in Modellmembransystemen konnte das Forschungsteam das direkte Zusammenspiel der zwei Proteine in Zellen nachweisen. Zusätzlich untersuchten sie mit Hilfe eines Systems, das die zwei Proteine künstlich zusammenführt, die funktionellen Konsequenzen des Zusammenspiels von BAX und DRP1.
„Wenn wir die Interaktion beider Proteine künstlich erzwingen, verlagern sie sich vom Zellplasma in die Mitochondrien, wo der Proteinkomplex eine Umorganisation der Mitochondrien auslöst. Das führt zu Löchern in der Membran. Der Inhalt der Mitochondrien gelangt ins Zellplasma, was letztlich zum Zelltod führt“, sagt Andreas Jenner, Erstautor der Studie.
Durch kombinieren von Methoden wie die bindungsabhängige Fluoreszenztechnik, Massenspektrometrie und die Analyse von verschiedenen Proteinstücken von BAX, konnte erstmals auch die Interaktionsfläche identifiziert werden. DRP1 bindet an das vordere Ende (N-Terminus) der Aminosäurekette von BAX, was sich als regulatorische Region für die BAX-Aktivität erweist. „Es war beeindruckend zu sehen, dass Zellen allein durch das Erzwingen der Interaktion zwischen BAX und DRP1 zu sterben begannen, ohne dass ein weiterer Todesauslöser erforderlich war“, sagt Garcia-Saez. „Es ist großartig, dass wir jetzt wissen, dass DRP1 als direkter Apoptose-Aktivator fungieren kann, was zum ersten Mal eine funktionelle Bedeutung der Verbindung zwischen den beiden Proteinen ergibt. Dies könnte den Weg für die Entwicklung neuer BAX-Regulatoren für therapeutische Anwendungen ebnen.“
Die Arbeiten für diese Studie begannen am IFIB (Interfakultäres Institut für Biochemie) in Tübingen und wurden am CECAD-Forschungszentrum, Institut für Genetik, im Labor von Garcia-Saez fertiggestellt.
Inhaltlicher Kontakt:
Professorin Dr. Ana J. Garcia-Saez
+49 221 478 84263
ana.garcia@uni-koeln.de
Presse und Kommunikation:
Dr. Anna Euteneuer
+49 221 478 84043
anna.euteneuer@uni-koeln.de
Veröffentlichung:
Jenner A, Peña-Blanco A, Salvador-Gallego R, Ugarte-Uribe B, Zollo C, Ganief T, Bierlmeier J, Mund M, Lee JE, Ries J, Schwarzer D, Macek B & Garcia-Saez AJ. tBID can act as a BAX-like effector of apoptosis. EMBO J 2021
https://www.embopress.org/doi/10.15252/embj.2021108587
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Biologie, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
