Das Importgeschäft der Zellkraftwerke

Freiburger Wissenschaftler zeigen in der Fachzeitschrift ’Cell’ neu entdeckten Kommunikationsweg in Zellen

Freiburg, 07.01.2011

Wissenschaftler der beiden Freiburger Exzellenzverbünde Centre for Biological Signalling Studies (BIOSS) und der Spemann Graduiertenschule für Biologie und Medizin (SGBM) haben einen neuen Signalweg in Zellen entdeckt. Dabei handelt es sich um einen Mechanismus, der es ermöglicht, den Transport von Proteinen in Mitochondrien an die jeweilige Stoffwechsellage in Zellen anzupassen. Die Ergebnisse dieser Studie wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht.

Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zellen. Sie wandeln die Energie, die durch Nahrung aufgenommen wird, in eine Form um, die Zellen für vielfältige Stoffwechselreaktionen benötigen. Außerdem sind Mitochondrien für die Auslösung des programmierten Zelltodes verantwortlich. Seit geraumer Zeit ist bekannt, dass Erkrankungen wie zum Beispiel Diabetes, Herzleiden oder Tumore auf Fehlfunktionen dieser Zellorganellen zurückzuführen sind. Mitochondrien besitzen etwa 1.000 verschiedene Proteine, von denen die meisten zunächst im Zellplasma (Cytosol) produziert werden. Von dort aus werden sie in das Organell hinein geschleust.

Die Forscher um Projektleiter Prof. Dr. Chris Meisinger vom Institut für Biochemie und Molekularbiologie der Universität Freiburg haben nun herausgefunden, dass die Haupteintrittspforte für diese Proteine, je nach Stoffwechsellage, von cytosolischen Signalproteinen unterschiedlich verändert wird und so die Aufnahme der Proteine in Mitochondrien reguliert. Mitochondrien stammen von Bakterien ab und besitzen noch heute viele ihrer Eigenschaften. Forscher gingen deshalb lange Zeit davon aus, dass diese Organellen in höheren Zellen weitgehend unabhängig agieren und kaum in Kommunikation mit anderen zellulären Kompartimenten treten. Die Ergebnisse der Freiburger Forscher lassen darauf schließen, dass noch viel mehr solcher Kommunikationswege zwischen Mitochondrien und dem Rest der Zelle auf ihre Entdeckung warten.

“Regulation of Mitochondrial Protein Import by Cytosolic Kinases.” O. Schmidt, A. Harbauer, S. Rao, B. Eyrich, R. Zahedi, D. Stojanovski, B. Schönfisch, B. Guiard, A. Sickmann, N. Pfanner, and C. Meisinger.