Falsche Protein-Architektur der Kernhülle führt zu Krankheiten

Am Biozentrum der Universität Würzburg arbeiten Zellbiologen daran, Proteine aus der Zellkernhülle zu entfernen oder ihre Funktion auszuschalten. Die Arbeiten sollen neue Erkenntnisse über die Entstehung bestimmter Krankheiten beim Menschen liefern.

Hierzu Projektleiter Prof. Dr. Georg Krohne: „Erst seit einem Jahr ist bekannt, dass bestimmte Erkrankungen des Herzens und der Skelettmuskeln sowie auch Störungen im Fettstoffwechsel durch erblich bedingte Veränderungen eines Zellkernproteins hervorgerufen werden.“ Zu diesen Krankheiten gehört unter anderem die Emery-Dreifuss-Muskeldystrophie: Die Sehnen an den Ellbogen und den Achillesfersen verkürzen sich, die Skelettmuskulatur schwindet zunehmend dahin, und der Herzmuskel verändert sich auf krankhafte Weise.

Eine Form dieses Leidens wird durch eine Veränderung des Gens für die Lamine A und C hervorgerufen. Dabei handelt es sich um Proteine, welche architektonische Bestandteile der Kernhülle sind, die den Zellkern umgibt und ihn vom Rest der Zelle abgrenzt. Die Forschung über die entsprechenden Krankheiten deute darauf hin, dass es weitreichende Auswirkungen für die Funktion einzelner Zellen und ganzer Gewebe haben kann, wenn sich die Proteinzusammensetzung der Kernhülle verändert.

In einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt wird Prof. Krohne daher die Wechselwirkungen von Proteinen der Kernhülle erforschen. Seine Untersuchungsobjekte sind zum einen lebende Einzelzellen, zum anderen Embryonen der Fruchtfliege Drosophila und des Krallenfrosches Xenopus. Diese Organismen können mit relativ geringem Aufwand im Labor gezüchtet werden. Außerdem ist gerade die Fruchtfliege für das Vorhaben gut geeignet, weil sich einige Kernhüllenproteine von Insekten und Menschen in ihrem Aufbau nur geringfügig unterscheiden.

Ziel der Untersuchungen am Würzburger Biozentrum soll es sein, bestimmte Proteine aus der Kernhülle zu entfernen oder zu inaktivieren. Dadurch können die Wissenschaftler feststellen, welche Funktionen sich diesen Proteinen in einzelnen Zellen und Geweben zuordnen lassen.

Zum Zweck der Inaktivierung wird das gentechnisch veränderte Gen eines Kernhüllenproteins in die Zellen oder die Embryonen eingebracht. Dort wird dann das entsprechend veränderte und somit nicht mehr funktionsfähige Kernhüllenprotein in großen Mengen produziert, so dass es in Konkurrenz zu dem zelleigenen Protein treten und dieses gewissermaßen bei der Arbeit stören kann.

In einem anderen Ansatz soll das Gen eines Kernhüllenproteins direkt inaktiviert werden, so dass nach mehreren Zellteilungen Zellen entstehen, in denen das betreffende Protein in der Kernhülle fehlt oder nur noch in sehr geringen Mengen vorhanden ist. Letzten Endes sollen es die Experimente ermöglichen, die durch Veränderungen der Proteinzusammensetzung in der Kernhülle verursachten Erkrankungen besser zu verstehen.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Georg Krohne, T (0931) 888-4227, Fax (0931) 888-4252, E-Mail: krohne@biozentrum.uni-wuerzburg.de