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Nukleoli, auch Kernkörperchen genannt, übernehmen die Funktion von Stress-Sensoren (Foto: pte)
Stress läßt Zellen sterben

Wissenschaftler haben entdeckt, dass Stress dazu führt, den Startschuss für das zelluläre Selbstmordprogramm (Apoptose) zu geben. Bei Stress wird das Apoptoseprotein p53 aktiviert. Dieses Protein stößt eine Folge von Signalen an, die zum Absterben der Zelle führt.

Gesundheit und Wachstum einer Zelle hängen maßgeblich von funktionierenden Ribosomen, den Proteinfabriken, ab. Ein essentieller Bestandteil der Ribosomen, die ribosomale Ribonukleinsäure (rRNS), wird jedoch nur gebildet, wenn der Transkriptionsfaktor (TIF-IA) in den Nukleoli die RNS-Polymerase I dazu stimuliert, an die Gene für die ribosomale RNS anzudocken und eine Abschrift davon zu produzieren. Fehlt TIF-IA oder ist das Protein inaktiviert, kommt es zu gravierenden Veränderungen in den Nukleoli; die Zelle hört auf, sich zu teilen, und das Selbstmordprogramm läuft an. Auf diese Weise übernehmen die Nukleoli, auch Kernkörperchen genannt, die Funktion von Stress-Sensoren.

Professor Dr. Ingrid Grummt, Leiterin der Abteilung Molekularbiologie der Zelle II, und ihrer Mitarbeiterin Dr. Xuejun Yuan gelang es in Zusammenarbeit mit Kollegen aus dem Krebsforschungszentrum, genetisch veränderte Mäuse herzustellen, die kein TIF-IA bilden können (so genannte Knock-out-Mäuse). Sie stellten fest, dass diese Tiere nicht lebensfähig sind; bereits nach neuneinhalb Tagen starben die Embryonen ab. Die ungeborenen Tiere waren deutlich kleiner und weniger weit entwickelt als ihre normalen Artgenossen.

Kulturen embryonaler Mäusezellen, bei denen TIF-IA eliminiert oder blockiert wurde, zeigten folgendes Bild: Die Nukleoli waren zerfallen, die Zellteilung kam zum Stillstand. Die Menge an aktivem p53 war deutlich erhöht, und die Zellen wiesen alle Anzeichen des programmierten Zelltods auf. Weiterhin fanden die Wissenschaftler heraus, dass beim Zerfall der Ribosomen ribosomale Proteine freigesetzt werden. Einige davon, darunter das Protein L11, besitzen die Fähigkeit, an das Protein MDM2 zu binden. Geschieht dies, wird gleichzeitig das Apoptoseprotein p53 aus seiner „Umklammerung“ durch MDM2 befreit, und es kann das Signal für die Apoptose weitergeben.

Diese grundlegenden Forschungsarbeiten zeigen, dass sich die Funktion der Nukleoli nicht nur auf die Herstellung von Ribosomen beschränkt, sondern dass diese quasi als Stresssenoren auch eine wichtige Rolle spielen bei der Kontrolle von Zellerhalt und Zellwachstum. Die Erkenntnisse tragen somit möglicherweise auch zum besseren Verständnis von Krebskrankheiten bei, denn eine Überproduktion von rRNS scheint ein erster Schritt in der Tumorentstehung zu sein.


WANC 05.07.05
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