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Schizophrenie

Gen für Schizophrenie entdeckt

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Was im Zellinneren passiert

Die Würzburger Biochemiker interessieren sich für den TTF-Komplex, weil sie an ihm verfolgen können, auf welchen Wegen die Information, die in der DNA im Zellkern gespeichert ist, im Zellplasma in Proteine umgewandelt wird. „Es geht dabei um die prinzipielle Frage, wie in der Zelle ein mRNP aufgebaut wird – also eine Boten-RNA, die mit speziellen Proteinen aufgeladen ist“, erklärt Fischer. Der Aufbau ist nämlich für jedes mRNP einzigartig und bestimmt dessen Regulation beim Umschreiben in Proteine. Am Beispiel des TTF-Komplexes konnte das Team aus der Biochemie zumindest ein paar Details dieses Vorgangs aufdecken.

Demnach bindet das TDRD3-Molekül über eine Protein-Protein-Wechselwirkung an die DNA im Zellkern und sorgt damit für eine Verbindung zwischen dem Chromatin und der Translation – also dem Prozess, bei dem genetische Informationen auf mRNA-Moleküle kopiert und anschließend die jeweiligen Proteine synthetisiert werden. „Diese Verbindung kannte man bislang noch nicht. Er zeigt eine Möglichkeit auf, wie die Zelle spezifisch in das Schicksal der mRNA eingreifen und wie eine Fehlregulation der mRNA Krankheiten verursachen kann“, sagt Fischer.

Der Einfluss auf die Boten-RNA

Auch an die mRNA bindet TDRD3 – wiederum über eine Protein-Protein-Wechselwirkung. Es dockt dafür an den sogenannten Exon-Junction-Komplex an, einen Molekül-Komplex, der beim Verarbeiten, beim Export und bei der Qualitätskontrolle der RNA von Bedeutung ist. Dabei kommen dann auch die weiteren Bestandteile des TTF-Komplexes ins Spiel, das TOP3β- und das FMRP-Protein, was bei einer fehlerhaften Funktion die entsprechenden Krankheitsbilder verursacht.

„Wir vermuten, dass je nachdem, welches Protein fehlt, die mRNA mal hoch-, mal runterreguliert wird“, sagt Georg Stoll. Das sei allerdings bisher nur eine These, die die Wissenschaftler nun in weiteren Experimenten untersuchen wollen. Damit ließe sich jedoch gut erklären, warum in dem einen Fall das eine Extrem einer Autismus-Spektrum-Störung auftritt, im anderen Fall das andere Extrem.

Für die Biochemiker ist das prinzipielle Ergebnis ihrer Arbeit von Bedeutung: „Wir konnten zeigen, dass die Topoisomerase TOP3β nicht nur an der DNA, sondern auch an der RNA aktiv ist“, sagt Fischer. Damit haben die Forscher einen Weg aufgedeckt, wie Proteine über die RNA Einfluss auf das Ablesen der genetischen Information nehmen.

Originalpublikation: “Deletion of TOP3b, a component of FMRP-containing mRNPs, contributes to neurodevelopmental disorders”. Georg Stoll et al. Nature Neuroscience, online published August 4, 2013. doi:10.1038/nn.3484

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