Nanofabriken der Zelle

Die Zellen des menschlichen Körpers erneuern sich ständig. Das „Material“ dafür wird in Abermilliarden sogenannter Ribosomen – das sind Eiweißfabriken – produziert. Priv.-Doz. Dr. Brigitte Pertschy und Valentin Mitterer vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Uni Graz haben nun einen speziellen Schlüssel-Mechanismus entdeckt, der zur fehlerfreien Entstehung neuer Ribosomen beiträgt. Auf Basis dieser Erkenntnisse könnte man unter anderem einen Ansatz entwickeln, um das Wachstum von Krebszellen zu blockieren. Die Forschung wurde in der neuesten Ausgabe des internationalen Magazins „Nature Communications“ publiziert.

Ribosomen sind hochkomplexe molekulare Maschinen, die in den Zellen Proteine herstellen und sich auch in Windeseile selbst erneuern. Dass das fehlerfrei passiert, ist lebenswichtig. „Werden die Eiweißfabriken zu schnell oder zu langsam vermehrt, entstehen Krankheiten – beispielsweise Krebs“, erklärt Brigitte Pertschy. Mit ihrem Team und KollegInnen aus der Schweiz und Frankreich hat sie nun einen bestimmten Teilschritt der Ribosomen-Neuproduktion analysiert und herausgefunden, wie ein Schlüssel-Eiweiß eingebaut wird. „Es geht um das Protein Rps3, das paarweise in den Zellkern transportiert und dort zunächst nur an einer Stelle am Ribosom fixiert wird. Ein weiteres Protein dient vorübergehend als Klammer“, schildert die Molekularbiologin. Erst in einem nächsten Schritt wird diese gelöst, Rps3 umgefaltet und stabil eingebaut. „Wir nehmen an, dass mehrere andere Proteine nach einem ähnlichen Mechanismus an ihren Platz im Ribosom kommen“, ergänzt Pertschy.

Die Grazer Forschung könnte helfen, Medikamente zu entwickeln, die den Einbau-Prozess von Rps3 und damit die Neusynthese von Ribosomen verlangsamen. Internationale Arbeitsgruppen sind bereits auf der Suche nach solchen Substanzen. „Konkret könnte man verhindern, dass sich die Klammer ablöst und damit die Vermehrung von Krebszellen drosseln“, präzisiert die Wissenschafterin. „Ein medikamentöser Angriff auf die Ribosomen-Produktion sollte den meisten körpereigenen Zellen kaum schaden, für Krebszellen hingegen fatal sein, da sich diese schnell teilen müssen.“

Publikation
Valentin Mitterer, Guillaume Murat, Stéphane Réty, Magali Blaud, Lila Delbos, Tamsyn Stanborough, Helmut Bergler, Nicolas Leulliot, Dieter Kressler und Brigitte Pertschy: Sequential domain assembly of ribosomal protein S3 drives 40S subunit maturation, Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms10336