Schalter für zelluläres Protein-Fließband entdeckt

Den Ein-/Aus-Schalter für das zelluläre Fließband zur Protein-Herstellung haben Norbert Polacek vom Biozentrum der Medizinischen Universität Innsbruck und Ronald Micura von Universität Innsbruck aufgeklärt. Sie wandten dazu eine selbst entwickelte Methode an, bei der gezielt einzelne Atome der RNA (eine Art Übersetzungsmoleküle der Erbsubstanz - DNA) verändert werden.

Die Arbeit wurde vom Wissenschaftsfonds FWF und im Rahmen des "GENAU-Programms" gefördert sowie in der jüngsten Online-Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift "Nature - Chemical Biology" veröffentlicht. Die Herstellung von Eiweißstoffen (Proteinen) verläuft in allen Zellen gleich - egal ob es sich um Mikroorganismen, Tiere, Pflanzen oder Menschen handel. Der genetische Code, die Bauanleitung für Proteine, wird von der DNA abgelesen, eine Boten-RNA bringt ihn zum Ribosom, der Proteinfabrik der Zelle, und dort wird er in eine Abfolge aus Aminosäuren übersetzt. Stück für Stück, also Aminosäure für Aminosäure wird so ein Protein aufgebaut.

"Fließband" verknüpft Aminosäuren

Das Team um Polacek und Micura hat sich die molekulare Maschinerie im Ribosom angesehen. Im Detail ging es um eine Art Fließband, über das die Aminosäuren verknüpft werden. Angeliefert werden die einzelnen Bausteine über tRNA-Stücke (Transfer-RNA) und diese müssen nach dem Abladen rasch Platz für die nächste tRNA-Aminosäure-Garnitur machen.

Damit das Weiterrutschen der tRNAS reibungslos funktioniert, muss eine chemische Reaktion am Ribosom stattfinden. Die Funktion des Schalters, welcher die Reaktion auslöst, haben die Wissenschafter nun aufgeklärt. Dazu haben sie künstliche Stücke ribosomaler RNA hergestellt, die sich in einzelnen Atomen vom natürlichen Vorbild unterscheiden. Anschließend testeten die Forscher verschiedene Varianten, bis die passende gefunden war.

"Es handelt sich um eine Aminogruppe der Nukleotidbase Adenin 2660", so die Studienautoren. Wie entscheidend diese Nukleotidbase sei, zeige auch die Tatsache, dass Gifte wie das hochtoxische Rizin in unmittelbarer Nähe binden. Diese Gifte wirken also, indem sie die Proteinherstellung blockieren.