Die Mechanismen der Signalübertragung in der Zelle sind entscheidend für viele Krankheitsprozesse, aber auch für den normalen Stoffwechsel. Jetzt haben Wissenschaftler eine neue Methode entwickelt, um dabei auftretende seltene Eiweißveränderungen biochemisch zu analysieren. Diese so genannte UFDS-Methode (Ubc9-fusion directed SUMOylation)wird im März 2007 im Fachmagazin "Nature Methods" veröffentlicht.
Der Körper produziert täglich abertausende Zellen, während ebensoviele auch wieder sterben müssen. Für die Stabilität dieses Gleichgewichts sorgen die Proteine in der Zelle selbst: Als grundlegende Bausteine erkennen sie Wachstums- und Infektionssignale und leiten sie weiter oder schicken erkrankte oder überflüssige Zellen in den freiwilligen Tod. Wird dieser Vorgang gestört, kann das für die Zelle und damit für den Organismus dramatische Konsequenzen haben: von akuten und chronischen Entzündungsprozesssen bis hin zur Krebsentstehung.
Im Mittelpunkt des Forschungsinteresses von Rainer Niedenthal, Professor Matthias Gaestel und ihrem Team an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) steht das sehr kleine Protein SUMO, ein Schlüsselfdaktor in der gestörten Kommunikation in der Zelle. SUMO wird an andere Zielproteine gebunden und löst so eine Proteinmodifikation, eine Veränderung des Zielproteins, aus.
"Die Schwierigkeit bei der Untersuchung dieser Modifikation war, dass die Menge eines bestimmten SUMOylierten Proteins in der Zelle oft sehr gering ist und dadurch sehr schwer analysierbarr", erläutert der Projektleiter Dr. Rainer Niedenthal. Den Wissenschaftlern ist es nun gelungen, mit UFDS eine Methode zu entwickeln, mit der in der Zelle der Anteil eines SUMOylierten Proteins stark erhöht werden kann und damit biochemisch analysierbar wird.
Die Methode beruht darauf, dass nach einer "künstlichen" Vereinigung des Zielproteins mit dem SUMO-Lieferanten Ubc9 eine SUMOylierung in der Zelle sehr effektiv auch ohne die sonst beteiligten Proteinkomplexe abläuft. Die so erreichte Änderung des Proteins unterscheidet sich verblüffenderweise qualitativ nicht von der natürlichen. Mit dem Werkzeug UFDS konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die SUMOylierung eines genregulierenden Faktors weitere Eiweißmodifikationen steuert und damit als Schalter für Infektionssignale wirkt.
(Medizinische Hochschule Hannover, 07.02.2007 – NPO)
