Recycling-Spezialisten in der Zelle

Recycling-Spezialisten in der Zelle
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Pressemitteilungen 2015
04.06.2015
Recycling-Spezialisten in der Zelle
Jenaer Humangenetiker entschlüsselten zusammen mit Biochemikern der
Universität Frankfurt die Rolle des Proteins FAM134B: Es steuert den ständigen
bedarfsgerechten Umbau- und Erneuerungsprozess, dem das endoplasmatische
Retikulum als wichtiges Zellorgan unterliegt. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die
Wissenschaftler jetzt im Fachjournal Nature.
Fors chung als Forts etzungs roman: Vor s echs Jahren zeigten Humangenetiker des
Univers itäts klinikums Jena, das s die Mutation eines bis dahin nicht charakteris ierten Gens
zur Degeneration langer Aus läufer von Nervenzellen führt, die wichtig für das Temperaturund Schmerzempfinden s ind. Patienten mit einem Funktions verlus t des Gens FAM134B
leiden aufgrund der fehlenden Schmerzwahrnehmung an s chweren Verletzungen und
Verbrennungen.
Die genaue Funktion des vom Gen vers chlüs s elten Proteins FAM134B in der Nervenzelle war
bis lang jedoch unklar. „Dies er Frages tellung s ind wir nachgegangen und haben zunächs t
nach Zellproteinen ges ucht, die mit FAM134B interagieren“, bes chreibt Privatdozent Ingo
Kurth vom Ins titut für Humangenetik am Uniklinikum Jena den Ans atz der aktuellen Studie.
„Hierbei s ind wir s chließlich auf Proteine der Autophagie-Mas chinerie ges toßen.“ Bei der
Autophagie baut die Zelle eigene Strukturen ab, um die s o freiwerdenden Bes tandteile für
aktuell wichtigere Prozes s e eins etzen zu können - quas i eine Art Recycling.
Mit dem Biochemiker Profes s or Ivan Dikic von der Univers ität Frankfurt gewannen die
Jenaer Wis s ens chaftler einen wichtigen Partner, des s en Arbeits gruppe auf die Autophagie
s pezialis iert is t. Als Partner von Autophagieproteinen war FAM134B nämlich zeitgleich in das
Vis ier der Frankfurter Biochemiker geraten. Gemeins am mit weiteren Kollegen des Ins tituts
für Biochemie und des elektronenmikros kopis chen Zentrums in Jena s owie Arbeits gruppen
aus Aachen und Utrecht konnten die Fors cher FAM134B u.a. in der Membran des
endoplas matis chen Retikulums lokalis ieren und die Funktion des Proteins dort aufklären.
Das endoplas matis che Retikulum reguliert als ein zentrales Zellorgan den Kalziumhaus halt,
die Fetts ynthes e und die Qualitäts kontrolle und Faltung neu s ynthetis ierter Proteine. Um
dies e vielfältigen Zellaufgaben je nach Bedarf erfüllen zu können, is t es einem s tändigen
Umbau- und Erneuerungs prozes s unterworfen. „Und genau dies en s teuert FAM134B durch
die Kommunikation mit den Autophagieproteinen“, nennt Theres a Heinrich das zentrale
Ergebnis . Die Doktorandin fors cht im von der Deuts chen Fors chungs gemeins chaft
geförderten Graduiertenkolleg RTG1715 an den molekularen Mechanis men der Anpas s ung
an Stres s reize und hat wes entlich zur Studie beigetragen.
Ihr Betreuer Profes s or Chris tian Hübner: „Das endoplas matis che Retikulum s cheint auf
dies e Weis e das Langzeitüberleben der Zelle zu s ichern: Schaltet man das FAM134B-Gen im
Maus organis mus gezielt ab, kommt es in s ens oris chen Nervenzellen der Mäus e auf lange
Sicht zu einem ges törten Umbau des Zellorgans und des benachbarten Golgi-Apparates . In
der Folge s terben dies e Nervenzellen ab.“ Umgekehrt führt die Überproduktion von
FAM134B zu einem ges teigerten Umbau des endoplas matis chen Retikulums . „Es kommt
dann zu einer veränderten Architektur des endoplas matis chen Retikulums mit einer
Akkumulation von Fragmenten dies es Zellorgans in den Autophagos omen, einer Art
zelleigenem Mülleimer“, s o der Direktor des Jenaer Ins tituts für Humangenetik.
Mit ihren Daten konnten die Wis s ens chaftler belegen, das s das Protein FAM134B als
neuartiger Rezeptor fungiert, der in Verbindung mit der Autophagie-Mas chinerie bei der
Anpas s ung der Zelle an s ich ändernde Bedingungen mitwirkt. „Es mus s s ich zukünftig
zeigen, ob FAM134B weitere Mits pieler hat und ob das Protein auch bei phys iologis chen
Alterungs prozes s en der Zelle eine aktive Rolle s pielt“, gibt Ingo Kurth einen Aus blick auf
weitere Frages tellungen. Soll heißen: Forts etzung folgt.
http://www.uniklinikum-jena.de/MedWeb/Recycling-Spezialisten in der Zelle
Ausgabe: 11 May 2016
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Originalliteratur:
Khaminets A, Heinrich T, et al. Regulation of endoplas mic reticulum turnover by s elective
autophagy, Nature, DOI: 10.1038/nature14498
Kontakt:
Prof. Dr. Chris tian Hübner, Chris [email protected]
PD Dr. Ingo Kurth, [email protected]
Ins titut für Humangenetik, Univers itäts klinikum Jena
Tel.: 03641/935501
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