Bäckerhefe als Modellorganismus

Veränderte Ribosomen verzögern das Altern

Mit der Bäckerhefe als Modellorganismus konnten Karl-Dieter Entian und seine Mitarbeiter Sunny Sharma, Yun Yang und Peter Kötter vom Institut für Molekulare Biowissenschaften die molekulare Funktion des Hefegens RCM1 als Methyltransferase der ribosomalen RNA aufklären. Gemeinsam mit Markus Schosserer und Johannes Grillari vom Department für Biotechnologie der Universität für Bodenkultur Wien konnten sie nun zeigen, dass das funktionell homologe Gen des Menschen, NSUN5, den Alterungsprozess verschiedener Organismen beeinflussen kann.

Durch das Ausschalten von NSUN5 (RCM1) wird die Proteinsynthese in Zellen „umprogrammiert“. Mit der Bäckerhefe als Modellorganismus und genetisch veränderten Rcm1 Methyltransferasen konnten diese Befunde erhärtet werden. Diese Studie unter Beteiligung mehrerer Partner im In- und Ausland wurde soeben im Wissenschaftsjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.

Ribosomen sind molekulare Maschinen und in Zellen für die Synthese von Proteinen zuständig. In den letzten Jahren wurde klar, dass dies kein starrer Prozess ist, sondern Ribosomen spezielle Proteine je nach vorherrschenden Umgebungsbedingungen erzeugen. Diese „spezialisierten“ Ribosomen helfen der Zelle rasch auf Einflüsse von außen, wie beispielsweise Hitze oder oxidativen Stress, zu reagieren.

Nachdem die Funktion von Rcm1 als Methyltransferase der ribosomalen RNA im Institut für Molekulare Biowissenschaften aufgeklärt war, konnte das Forscherteam mit Mutanten nachweisen, dass das Fehlen einer einzelnen Methylgruppe in der ribosomalen RNA, die ein wichtiger Baustein der Ribosomen ist, Fruchtfliegen, Fadenwürmer und Bäckerhefe resistenter gegen Stress macht und diese Organismen länger leben lässt.

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Wie die Frankfurter Arbeitsgruppe in den letzten Jahren gezeigt hat, haben viele der bei Hefe gefundenen Methyltransferasen homologe Proteine im Menschen, von denen einige bei Krankheitsprozessen eine wichtige Rolle spielen. Auch wenn der Weg von einfachen Modellorganismen zu einer Anwendung im Menschen noch weit ist, sehen die beteiligten Wissenschaftler dennoch in ihren Forschungsergebnissen hohes Potenzial, um in Zukunft Krankheiten, die durch Methylierungsstörungen der ribosomalen RNA hervorgerufen werden, frühzeitig zu entdecken, zu vermindern und möglicherweise Therapieverfahren zu entwickeln.

Kontakt:
Prof. Dr. Karl-Dieter Entain
Institut für Molekulare Biowissenschaften der Goethe Universität
Frankfurt
Max-von-Laue Strasse 9
60438 Frankfurt/M.
E-Mail: entian@bio.uni-frankfurt.de

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