Studie enthüllt nach Jahrzehnt Bauplan der komplexesten Zell-Maschine

Forscher haben eine der komplexesten molekularen Maschinen in mensch­lichen Zellen entschlüsselt: das Spleißosom. Nach über zehn­jäh­ri­ger Arbeit liefert ein detaillierter Bauplan neue Einblicke in die Gen­re­gu­la­tion und eröffnet Perspektiven für innovative Therapieansätze.

Zellmaschinerie entschlüsselt: Durchbruch für Medizin

Das Spleißosom ist ein hochkomplexer Proteinkomplex, der in jeder menschlichen Zelle eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung genetischer Informationen spielt. Es bearbeitet RNA-Moleküle, indem es nicht codierende Abschnitte, die keine direkte Information für den Aufbau von Proteinen enthalten, entfernt und codierende Sequenzen zusammenfügt. Dieser Prozess, genannt Spleißen, ermöglicht es einer Zelle, aus einem einzigen Gen verschiedene Proteinvarianten zu produzieren.

Die Studie des Center for Genomic Regulation (CRG) in Barcelona enthüllt jetzt nach mehr als einem Jahrzehnt Forschung erstmals einen genauen Bauplan dieser Zellmaschine. Das Spleißosom besteht demnach aus 150 verschiedenen Proteinen und fünf kleinen RNA-Molekülen. Jede Komponente hat spezifische Aufgaben: Einige wählen zu entfernende RNA-Segmente aus, andere stellen sicher, dass Schnitte an der richtigen Stelle erfolgen, und wieder andere fungieren als "Wächter", die bestimmte Aktionen verhindern.


Um die Funktionsweise zu entschlüsseln, veränderten die Forscher die Expression von 305 Spleißosom-bezogenen Genen in menschlichen Krebszellen. Die Auswirkungen wurden dann genomweit beobachtet. ICREA-Forschungsprofessor Juan Valcárcel vom CRG erklärt: "Wir sehen es jetzt als eine Sammlung vieler verschiedener flexibler Meißel, die es Zellen ermöglichen, genetische Botschaften mit einer Präzision zu formen, die der antiker Marmorbildhauer würdig ist."

Indem wir genau verstehen, was jedes einzelne Teil tut, können wir völlig neue Wege finden, um ein breites Spektrum von Krankheiten zu bekämpfen".

Komplexes Netz

Die Studie zeigt, dass das Spleißosom hochgradig vernetzt ist. Eine Störung einer Komponente kann weitreichende Auswirkungen auf das gesamte Netzwerk haben. Dies könnte besonders für die Krebsforschung relevant sein, da Krebszellen oft Veränderungen im Spleißosom aufweisen. Dr. Malgorzata Rogalska, Co-Autorin der Studie, sagt: "Wir bewegen uns in eine Ära, in der wir Krankheiten direkt dort bekämpfen können, wo Gene abgelesen werden."

Die Erkenntnisse könnten zu neuen Therapieansätzen führen, nicht nur für Krebs, sondern auch für Erkrankungen des Nervensystems und genetische Erkrankungen. Der öffentlich zugängliche Bauplan des Spleißosoms ermöglicht es Forschern weltweit, gezielt nach Fehlern im Spleißprozess zu suchen und möglicherweise neue, präzisere Medikamente zu entwickeln, die direkt an der Genregulation ansetzen.


Siehe auch: