Mainzer Forscher erhellen Abbau von schädlichen Proteinen

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Die Alzheimer-Krankheit zeigt sich im Gehirn in erster Linie durch die Bildung von toxischen Plaques aus Beta-Amyloid und durch die Ablagerung von Tau-Fibrillen. Beide veränderten Eiweiße stören die Kommunikation innerhalb und zwischen Nervenzellen und tragen so zu den Symptomen der Alzheimer-Krankheit bei. Die Eiweiß-Plaques wurden lange Zeit als ursächlich für den Untergang der Nervenzellen im Gehirn angesehen. In den letzten Jahren konnte allerdings gezeigt werden, dass nicht die großen Aggregate toxisch für die Neuronen sind, sondern vielmehr bereits deren kleinere Vorstufen, die Beta-Amyloid Oligomere. Dr. Andreas Kern erhielt für die aktuell publizierte Arbeit eine mit 40.000 € dotierte AFI-Förderung.

Portrait des Alzheimer-Forschers Dr. Andreas Kern

Zusammenhang: Vom Fadenwurm zur Autophagie

Eine Mainzer Forschergruppe, der auch Dr. Andreas Kern am Institut für Pathobiochemie der Universitätsmedizin angehört, möchte den Funktionsverlust und das Absterben von Neuronen verhindern. Ihr Ansatz beruht darauf, die Lebensdauer von Beta-Amyloid-Oligomeren zu kontrollieren und dadurch ihr Niveau in der Zelle möglichst gering zu halten. Dazu haben sie im Modellsystem C. elegans, einem Fadenwurm, systematisch nach Genen gesucht, deren Produkte sich auf die Stabilität von Proteinen auswirken. Kerns Projekt „Einfluss neuer Gene auf Amyloid-Beta-Metabolismus und -Stabilität“ wurde von der AFI mit 40.000 Euro gefördert.

Ihre Suche erwies sich als erfolgreich, denn jetzt ist es den Wissenschaftlern gelungen, einen neuen Faktor zu identifizieren, der den Abbau von schädlichen Alzheimer-Proteinen beeinflusst. Der sogenannte „RAB3GAP-Komplex“ ist Teil der Autophagie, das ist ein Prozess, bei dem die Zelle eigene Bestandteile in ihre Einzelteile zerlegt, um sie unschädlich zu machen oder wiederzuverwerten. Eine Störung der Autophagie steht mit mehreren neurodegenerativen Erkrankungen, darunter auch der Alzheimer-Krankheit, in Verbindung.

Neu: Autophagische Vesikel werden durch RAB3GAP gebildet

Konkret verantwortlich für den wichtigen Abbau der überzähligen Zellbestandteile sind „autophagische Vesikel“. Dabei handelt es sich um Bläschen mit einer Lipidhülle, die die abzubauenden Substrate in ihr Inneres einschließen. Die autophagischen Vesikel verschmelzen dann mit Lysosomen. Das wiederum sind Organellen, die Verdauungsenzyme enthalten und die Zellteile schließlich zerlegen.

Bisher war lediglich bekannt, dass der RAB3GAP-Komplex den Vesikeltransport an den Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen, den Synapsen, beeinflusst. Nun konnten die Forscher zeigen, dass der Komplex auch die Bildung der autophagischen Vesikel selbst unterstützt. „Damit sich autophagische Vesikel bilden können, braucht es Lipidmembranen, deren Verfügbarkeit die Zelle gewährleisten muss. Unsere Entdeckung legt nahe, dass der RAB3GAP-Komplex Lipide rekrutiert, die für den Abbau von Proteinen mittels Autophagie benötigt werden“, erläutert Andreas Kern, der die Experimente federführend leitete.

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