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News: Hilfreiche Gouvernante

Die als molekulare Anstandsdamen bekannten Chaperonproteine haben auch bei neurodegenerativen Erkrankungen ein Auge auf ihre Zöglinge. Indem sie die verheerenden Proteinklumpen wieder auflösen, unterdrücken sie deren toxischen Wirkungen auf die sonst sterbenden Nervenzellen.
Der Herstellungsprozess eines Proteins sieht zu manchen Zeitpunkten recht wirr aus, etwa wenn am Ribosom eine Aminosäure nach der anderen zu einer langen Kette aufgereiht wird, die nicht so recht weiß, wie sie sich nun verbiegen soll, um anständig in Form zu kommen. An diesem Punkt springen die molekularen Anstandsdamen, die so genannten Chaperone, hilfreich ein und nehmen die Proteine an die Hand.

Wie eine Klammer wirkt die helfende Hand und zwingt die Peptidkette in die dreidimensionale Form, die sie durch die Abfolge ihrer Aminosäure schon in sich trägt. Doch das Arbeitsfeld der umsichtigen Helfer ist nicht auf dieses Arbeitsgebiet beschränkt. Gerät die Zelle in eine Stresssituation, etwa wenn die Temperatur steigt und die Proteine zu denaturieren drohen, also ihre Fassung verlieren, greifen die Chaperone ein und bringen wieder Fasson ins Proteinleben.

Aber auch damit nicht genug. Wie Richard Morimoto und seine Kollegen von der Northwestern University beobachten konnten, haben die Anstandsdamen auch bei neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinson- und Alzheimer-Krankheit oder Chorea Huntington ihre Finger im Spiel. Gemeinsam ist all diesen Krankheitsbildern, dass sich im Hirngewebe Klumpen aus Proteinen bilden, die letztendlich zum Tod der betroffenen Nervenzellen führen.

Doch die giftigen Effekte der Proteinklumpen können durch das Einschreiten der Chaperone unterdrückt werden. Nur, wie nehmen die Beteiligten miteinander Kontakt auf, und wie lösen die Anstandsdamen den Knoten im Hirn wieder auf? Diese Frage meint Morimoto nun beantworten zu können, hat er den Vorgang doch in lebenden Zellen live beobachtet: an dem durchsichtigen winzigen Fadenwurm Chaenorhabditis elegans als leicht zu durchschauendes Versuchsobjekt. Die biochemischen Vorgänge in seinem Körper sind denen im Menschen sehr ähnlich.

Hier offenbarte sich das eigentümliche Verhalten der Chaperone. Sie patrouillieren immer wieder am Proteinklumpen vorbei und kontrollierten, ob fälschlicherweise eigentlich gesunde Proteine gebunden wurden. War dies der Fall, lösten sie diese Peptidketten wieder vom Klumpen ab. "Wir beobachteten, dass die Chaperone fortwährend an den Proteinklumpen banden und sich wieder von ihm lösten", beschreibt Morimoto das ungewöhnlich dynamische Verhalten.

Durch das stete Ablösen der gesunden Proteine kam das Wachstum des Klumpens zum Erliegen und die schädliche Auswirkung auf die Nervenzellen hielt sich in Grenzen: Die Zelle lebte länger und auch die degenerativen Erscheinungen verzögerten sich. "Diese Beobachtungen liefern die ersten visuellen Studien der zellulären Überlebensaktivität", meint Morimoto. Möglicherweise bietet die aufgedeckte Arbeit der Chaperone einen Ansatzpunkt für neue Therapien im Kampf gegen den schleichenden Abbau der Gehirnleistung bei Parkinson-, Huntington- oder Alzheimer-Patienten.

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