Proteom von Hefe-Mitochondrien entschlüsselt

Forscher liefern größte Proteininventur eines Zellkompartiments

08.06.2006

Ursprünglich waren es diese Transport-Proteine, die die Zellforscher aus Freiburg interessierten. Doch bei ungefähr 1000 Proteinen, die in Mitochondrien vorkommen, waren diese mit herkömmlichen Methoden einfach nicht zu fassen. Die Zusammenarbeit mit der Gruppe um Albert Sickmann vom Rudolf-Virchow-Zentrum erwies sich als Lösung: Die Würzburger fischten einfach alles raus was sie finden konnten: eine komplette Analyse des Proteoms, aller Proteine, die sich in den Mitochondrien befinden Zur Analyse setzen sie hoch moderne Methoden wie Massenspektrometrie und Hochleistungscomputer ein, die ihnen helfen, die unglaubliche Datenmenge von über 1000 Proteinen zu ordnen und in einer Datenbank mit bereits bekannten zu vergleichen. Damit ist es den Forschern erstmals gelungen, nahezu die Gesamtheit aller Proteine von Mitochondrien zu erfassen. Nach mehr als 20 Millionen Datensätzen waren 749 Proteine (2003) bekannt, schließlich veröffentlichten die Forscher die letzten 102 Proteine.

Bei der Datenbankanalyse der 749 Proteine stießen die Würzburger auf eine erste große Überraschung: Trotz der Hauptfunktion als "Kraftwerke" der Zelle sind nur 14 Prozent aller Proteine daran beteiligt. Über ein Viertel (250 Proteine) sind dafür zuständig, das eigene kleine Mitochondrien-Genom abzulesen und in Proteine zu übersetzen. Außerdem sind 25 Prozent bis dato noch völlig unbekannt. 250 Proteine gingenn an die Zellforscher nach Freiburg, die deren Funktion genauer untersuchen. Die genaue funktionelle Analyse lieferte den Zellforschern 10 Kandidaten. In den letzten drei Jahren konnten die Zellforscher um den Freiburger Nikolaus Pfanner damit einen Meilenstein in der Erforschung des Mitochondrien-Transport setzen: Sechs der 10 Kandidaten sind klar am Transport in die Mitochondrien beteiligt. Einige arbeiten in bereits bekannten Shuttlen - den Transportwegen TIM und TOM, für andere konnten sie einen ganz neuen Transportweg aufklären, den die Forscher SAM nennen. Damit ist einer der wichtigsten Transportmechanismen in der Zelle - der Transport von Proteinen in das "Kraftwerk" der Zelle zu einem großen Teil aufgeklärt.

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