Wie breitet sich das Tau-Protein im Gehirn aus?

Projektdetails:

Thematik: Grundlagenforschung
Förderstatus: abgeschlossen
Art der Förderung: Standard Projekt
Institution: Schaller Forschergruppe an der Universität Heidelberg und dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Projektleiter: Dr. Thomas Jahn
Laufzeit: 01. November 2013 - 31. Oktober 2015
Fördersumme: 79.950,00 Euro
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Projektbeschreibung

Eiweiß-Verklumpungen im Gehirn sind typisch für neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit. Der Heidelberger Forscher Dr. Thomas Jahn untersucht in diesem Forschungsprojekt, wie das Tau-Protein verklumpt und sich im Gehirn ausbreitet.

Hintergrund
Proteine erfüllen zahlreiche Funktionen im menschlichen Organismus. Ihre Fähigkeit sich zu falten, das heißt sich dreidimensional zu strukturieren, ist eine wichtige Voraussetzung für alle zellulären Prozesse. Kommt es aber zu einer „Fehlfaltung“, können Proteine anschließend zusammenklumpen. Solche Verklumpungen (Proteinaggregate) sind typisch für verschiedene neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer.

Forschungsansatz
Der Heidelberger Forscher Thomas Jahn ist ein Spezialist auf dem Gebiet der Proteinfaltung. In diesem Forschungsprojekt untersucht er Proteinstrukturen, die sich durch Verklumpung bilden und damit für die Erkrankung und das Absterben von Nervenzellen im Gehirn verantwortlich sind. Im Zentrum dieser Studie wird vor allem das Tau-Protein stehen, da  seine Verklumpung und Ausbreitung mit den klinischen Symptomen der Alzheimer-Krankheit zusammenhängt.

Erst kürzlich konnten Forscher zeigen, dass das Tau-Protein sich zwischen Nervenzellen bewegen kann. Ob dieser Vorgang für die Krankheitsausbreitung relevant ist und damit ein vielversprechendes Ziel für neue diagnostische oder therapeutische Ansätze darstellt, soll dieses Projekt ermitteln. Thomas Jahn will mit seinem Team ein Zellkultursystem entwickeln, in dem die grundlegenden Prozesse der Fehlfaltung und Verklumpung des Tau-Proteins innerhalb und außerhalb der Zellen untersucht werden können. Darüber hinaus soll die Fruchtfliege Drosophila melanogaster als Modellorganismus genutzt werden. Hier wollen die Forscher nachvollziehen, wie bereits kleine Mengen des verklumpten Tau-Proteins für eine Ausbreitung der Krankheit im Gehirn verantwortlich sein können. Wenn es gelingt zelluläre Mechanismen aufzuspüren, die für den Ausbreitungsprozess von Bedeutung sind, wären neue therapeutische Ziele für die Bekämpfung der Alzheimer-Krankheit gefunden.

Forschungsziel
Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts sollen nicht nur grundlegende Fragen der Fehlfaltung von Proteinen beantworten, sondern zugleich auch neue Möglichkeiten für die Erkennung und Behandlung diverser neuronaler Krankheiten schaffen.

Abschlussbericht

Was konnte Dr. Jahn herausfinden?

Dr. Jahn und seine Arbeitsgruppe konnten nachweisen, dass nur bestimmte Verklumpungen des Tau Proteins in den Nervenzellen giftig wirken. Für ihre Untersuchungen nutzten die Wissenschaftler den Modellorganismus der Fruchtfliege. So konnten sie strukturelle und funktionelle Analysen der verschiedenen Proteinstrukturen von Tau durchführen. Dr. Jahn und sein Team prüften, welche Proteinstrukturen sich während der Verklumpung des Tau-Proteins bilden und welche für das Sterben von Nervenzellen verantwortlich sind. Außerdem konnten die Wissenschaftler ein spezielles Zellkultur-System entwickeln, welches die Fehlfaltungen und Modifikationen des menschlichen Tau Proteins wiederspiegeln kann.

Wie geht es jetzt weiter?

Dieses Projekt hat zum besseren Verständnis in die frühen Ereignisse der Alzheimer-Krankheit geführt und mögliche Biomarker für klinische Studien enthüllt. In Zukunft werden die veränderten Protein-Untereinheiten von Tau, die Aminosäurebausteine, genau definiert.

Verwendung der Fördermittel

55.700 Euro realisieren eine Doktorandenstelle. Verbrauchsmittel wie Zellkulturen und Enzyme kosten 23.000 Euro und 1.250 Euro sollen für Reisekosten ausgegeben werden.

Foto Dr. Jahn: Wolf R. Ussler


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