Alzheimer, Parkinson und Huntington: Neue Erkenntnisse zur Entstehung

Was hat Mikado mit der Entstehung von neurodegenerativen Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und der Huntington-Krankheit zu tun? Laut einer aktuellen Studie bilden Proteine unter bestimmten Umständen geordnete Fasern aus, deren Anordnung an die übereinanderliegenden Stäbe in dem Spiel Mikado erinnern. Die Entdeckung gibt neue Hinweise zur Entstehung der Krankheiten.

Forschende des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung und der University of Texas haben sogenannte FUS-Proteine untersucht, um die Mechanismen hinter neurodegenerativen Krankheiten besser zu verstehen. Die Studienergebnisse stellte das Team nun in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ vor.

Proteine werden streng reguliert

In menschlichen Zellen werden verschiedene Enzyme und Proteine zeitlich und räumlich streng reguliert. Geraten diese Prozesse aus dem Gleichgewicht erhöht sich der Stress in den Zellen. Solche Vorgänge sind an der Entstehung zahlreicher chronischer Krankheiten beteiligt.

Was sind intrinsisch ungeordnete Proteine?

Die meisten Proteine haben eine klar definierte dreidimensionale Struktur. Einige Proteine erinnern jedoch von der Form her eher an lange und flexible Schnüre. Diese Arten werden als intrinsisch ungeordnete Proteine bezeichnet.

In Studien der letzten Jahre erhielten solche Proteine viel Aufmerksamkeit. Sie gelten zum einen als treibende Kraft für die Zellorganisation und zum anderen werden sie mit Neurodegeneration in Verbindung gebracht, also mit pathologischen Prozesse, die zu einem Funktionsverlust oder dem Absterben von Nervenzellen führen.

Wenn Proteine Mikado spielen

Im Rahmen der aktuellen Studie konnte das deutsch-amerikanische Forschungsteam erstmals zeigen, wie und unter welchen Umständen flexible intrinsisch ungeordnete Proteine starre Aggregate ausbilden, die von der Struktur her an die übereinanderliegenden Stäbe aus dem Spiel Mikado erinnern.

Wie bereits erwähnt, sind ungeordnete Proteine im Normalfall flexibel. Treffen diese Proteine jedoch an eine hydrophobe Grenzfläche, bilden sie laut der Studie starre Fasern aus, die ein zusammenhängendes „Mikado Netzwerk“ bilden können.

Hinweise zur Entstehung neurodegenerativer Krankheiten

„Wir konnten zeigen, dass hydrophobe Grenzflächen – zum Beispiel kleine ölige Tröpfchen in Zellen – eine molekulare Ordnung und Faserbildung auslösen können“, bestätigt Professor Sapun Parekh von der University of Texas.

Solche Netzwerke können vom Körper nur noch schwer aufgelöst werden. Das Team vermutet daher, dass dieser Prozess zur Entstehung von neurodegenerativen Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und der Huntington-Krankheit beitragen könnte. (vb)