Komplizierte biochemische Signalsysteme geben den Zellen des Körpers die Befehle zur Zellteilung, zum Wachstumsstopp oder zur Spezialisierung auf bestimmte Aufgaben. Eines der wichtigsten Kommunikationssysteme der Zellen ist der Wnt-Signalweg, der die Embryonalentwicklung steuert, aber auch bei der Entstehung von Krebs eine wichtige Rolle spielt. Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum haben nun an den Kaulquappen des Krallenfrosches einen wichtigen Teilschritt in der Abfolge dieser biochemischen Signale entschlüsselt.
{1l}
Rund 20 verschiedene Vertreter der Wnt-Proteinfamilie starten eine Signalkaskade, die Befehle von speziellen Andockstellen auf der Zellmembran über das Zytoplasma bis in den Zellkern weiterleiten. Die Zelle reagiert auf das Signal, indem sie bestimmte Gene an- oder abschaltet.
Wissenschaftler um Professor Dr. Christof Niehrs beschreiben in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature den entscheidenden Schritt der Signalweiterleitung von der Zellmembran ins Zellplasma – eine bislang unbekannte Etappe auf dem Weg der Nachrichtenübermittlung. Das Enzym Casein Kinase 1gamma (CK1gamma), so zeigten sie, ist unerlässlich, um die Wnt-Signale von den Rezeptoren der Zellmembran ins Zellinnere weiterzuleiten.
Embryonen des Krallenfrosches Xenopus untersucht
Bei Wirbeltieren entscheiden Wnt-Signale über die Ausprägung der Körperachsen. Dass CK1gamma eine wichtige Komponente des Wnt-Signalwegs ist, zeigten die Heidelberger Forscher an der Wirkung des Enzyms auf Embryonen des Krallenfrosches Xenopus.
Wird CK1gamma im Froschembryo ausgeschaltet, so entwickeln sich Kaulquappen mit verkümmertem Hinterleib und vergrößertem Kopf. Erhöhen die Wissenschaftler dagegen die CK1gamma-Konzentration im Embryo, so resultieren daraus missgebildete kopflose Kaulquappen. Die Funktion von CK1gamma ist in der Evolution hoch konserviert: Eine Blockade von CK1gamma unterbricht auch in Zellen der Taufliege Drosophila den Wnt-Signalweg.
Da bei den meisten häufigen Tumorerkrankungen Veränderungen in verschiedenen Genen des Wnt-Wegs beschrieben sind, steht dieser zelluläre Kommunikationsweg im Zentrum des Interesses der Krebsforschung. Je lückenloser die einzelnen Schritte aufgeklärt sind, desto mehr Möglichkeiten bieten sich, mit modernen Therapeutika gezielt in die fehlgeleitete Kommunikation entarteter Zellen einzugreifen.
(idw – Deutsches Krebsforschungszentrum, 09.12.2005 – DLO)
