Genetische Steuerung für Magnesiumtransport in Zellen

News: Genetische Steuerung für Magnesiumtransport in Zellen

"Wir haben eine Reihe von bisher unbekannten Genen gefunden, die für den Transport von Magnesium in die Mitochondrien zuständig sind", beschreibt Rudolf Schweyen vom Biozentrum der Universität Wien die Ergebnisse seiner Forschungen. Der Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) unterstützt die Arbeiten an diesen Genen, die vor allem der Medizin, aber auch dem Pflanzenschutz neue Perspektiven öffnen.

Die von Schweyen und seinem Team gefundenen MRS-Gene lüften das Geheimnis um den Magnesiumtransport und dessen Verteilung in der Zelle. Zwei von ihnen (MRS11, MRS5) helfen beim Eindringen in die Membran der Mitochondrien, die für die Energiegewinnung in der Zelle zuständigen Zellteile. Die anderen vier leiten das Magnesium dann weiter und verteilen es.

"Entdeckt haben wir die Gene bei der Analyse von defekten Mitochondrien in Bäckerhefe. Wir suchten nach einer Möglichkeit, die durch den Defekt reduzierte Aktivität der Mitochondrien wieder zu beheben. Dabei entpuppten sich diese Gene als Magnesiumimporteure, die unter verschiedensten Bedingungen und in unterschiedlichen Entwicklungsstadien ihre Funktion wahrnehmen", erklärt Schweyen. Die Hefe dient den Wissenschaftlern auch weiterhin als Modellorganismus, an dem ihre genetischen Studien besonders leicht durchgeführt werden können. Befunde, die zunächst an Hefe gemacht werden, dienen in Folge als Grundlage für Studien an höheren Organismen.

Vor allem für die Medizin bieten die MRS-Gene neue Möglichkeiten. "Wir versuchen, einen Weg zu finden, mit dem wir den Magnesiumtransport modulieren, d.h. die Aktivität dieser Gene erhöhen oder senken können", so Schweyen. In die Praxis umgesetzt könnte damit ein Magnesiummangel direkt durch die Beeinflussung der menschlichen Zelle behoben werden. Offen ist derzeit noch die Summe der Möglichkeit für darüber hinausgehende medizinische Anwendungsgebiete.

Aber auch der Pflanzenschutz profitiert von weiteren Untersuchungen. Denn die MRS-Gene bringen außer Magnesium auch toxische Metallionen, wie z.B. Nickel oder Kobalt, in die pflanzlichen Zellen. Genaue Analysen vor allem der beiden Zellwandgene können daher bei der Entwicklung von Pflanzenschutz-Strategien behilflich sein. Gelingt es, diese beiden Gene so zu modulieren, daß sie diese Giftstoffe nicht mehr in die Zelle einlassen, eröffnen sich auch dem Pflanzenschutz neue Horizonte.