Seit vielen Jahren erforschen Parkinson-Forscher einen Signalweg, der an der Energieverarbeitung der Gehirnzellen beteiligt ist. Jetzt wurde das Rätsel gelöst, welche Rolle ein bestimmtes Protein dabei spielt.
Ein Forscherteam des Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research in Australien hat weltweit erstmalig eine Live-Ansicht ermöglicht, die zeigt, wie dieses Protein aktiviert wird und arbeitet. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse dienen den Forschenden als Grundlage für neue Therapien, die den mit der Parkinson-Krankheit verbundenen Zelltod verhindern können.
Parkinson tritt auf, wenn im Gehirn Dopamin produzierende Nervenzellen absterben oder beeinträchtigt werden. Bisher war jedoch unklar, wie die Mechanismen hinter diesem Prozess funktionieren und welche Rolle Mitochondrien dabei spielen. Sie sind die Kraftwerke, die Zellen mit chemischer Energie versorgen.
Verschiedene Studien haben gezeigt, dass sie mit zunehmenden Alter ihre Form verändern und selbst ein giftiges Umfeld für Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer schaffen können. Angesichts dieser Bedrohung spielt ein Protein namens PINK1 eine wichtige schützende Rolle. Es markiert geschädigte Mitochondrien zur Zerstörung und Entfernung, so dass sie stattdessen durch gesunde Mitochondrien ersetzt werden können.
Wenn nun jedoch PINK1-Proteine oder anderer Komponenten dieses wichtigen Weges defekt sind, können die giftig wirkenden Mitochondrien nicht recycelt werden. Die Zellen leiden dann unter Energiemangel.
Wissenschaftler konnten in der Vergangenheit bereits unterschiedliche Bilder davon aufnehmen, wie PINK1 aktiviert wird. Jetzt haben Forscher am Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research modernste Kryo-Elektronenmikroskopie-Technologie genutzt, um das Protein in „exquisiten molekularen Details“ zu beobachten. So konnten die Wissenschaftler erstmals die verschiedenen Teile des Puzzles erfolgreich zusammenzufügen und damit den gesamten Aktivierungsprozess von PINK1 zeigen, wie Zhong Yan Gan, Hauptautor der Studie erklärte.
Diese Entdeckung könnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Entwicklung von Medikamenten Krankheit haben, die das Protein anschalten und das Fortschreiten von Parkinson verlangsamen oder sogar stoppen.
„Eine der entscheidenden Entdeckungen, die wir gemacht haben, war, dass dieses Protein ein Dimer – oder ein Paar – bildet, das für das Einschalten oder die Aktivierung des Proteins zur Erfüllung seiner Funktion unerlässlich ist“, sagt Gan. Es gibt eine Vielzahl von Veröffentlichungen über diese Proteinfamilie, aber zu visualisieren, wie dieses Protein zusammenkommt und sich im Prozess der Aktivierung verändert, ist wirklich eine Weltneuheit, so der Forscher.
Quellen: Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research, Nature
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