„Spaghetti-Proteine“ schützen DNA im Zellkern

Viren, Bakterien und schädliche Substanzen sollen nicht in den Zellkern gelangen, körpereigene Botenstoffe dagegen schon. Wie die Zelle das sicherstellt, haben Forscher der Uni Mainz und des Frankfurter Max-Planck-Instituts für Biophysik herausgefunden. Für ihre in der Fachzeitschrift „Nature“ publizierte Arbeit untersuchten sie die Kernporen, über die Moleküle zwischen der im Kern lagernden DNA und dem Rest der Zelle ausgetauscht werden.

Jede der rund 2000 Poren besteht aus ungefähr 1000 Proteinen, die zum Teil die Funktion von Türhütern übernehmen. Etwa 300 dieser Eiweiße sind am Gerüst der Pore befestigt und ragen tief in deren zentrale Öffnung herein. Wie sie unerwünschte Eindringlinge abhalten, war bisher nicht bekannt.

Neue Medikamente und Impfstoffe

Nun haben die Biophysiker diese Proteine mit Fluoreszenzfarbstoffen unter dem Mikroskop sichtbar gemacht. Dabei zeigte sich, dass die fadenförmigen Eiweiße sich ständig bewegen, wie „zappelnde Spaghetti in kochendem Wasser“, so die Forscher. Viren und Bakterien seien zu groß, um dieses sich ständig bewegende Sieb zu passieren. Moleküle, die im Kern benötigt würden, könnten es hingegen dank einer speziellen chemischen Signatur, einer Art Eintrittskarte, überwinden.

Die „Spaghetti“-Proteine kämen in den Zellkernen fast aller Tier- und Pflanzenarten vor, obwohl sie während des Alterungsprozesses Aggregate bildeten, die zu neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer führen könnten, schreiben die Biophysiker. Wenn es gelinge, die Funktion dieser Eiweißstoffe besser zu verstehen, könnten neue Medikamente und Impfstoffe entwickelt werden, um Virusinfektionen zu verhindern und eine gesunde Alterung zu fördern.

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