Bern: Pilzgift legt Proteinfabriken der Zellen lahm
Forschende der Universität Bern haben ein Getreide-Pilzgift entdeckt, das die Proteinproduktion in menschlichen Zellen stoppt.
Bei der Suche nach Wirkstoffen, die grundlegende Abläufe in menschlichen Zellen beeinflussen, stiessen Forschende der Universität Bern auf ein Pilzgift mit überraschenden Eigenschaften. Das Pilzgift legt die «Proteinfabriken» der Zelle lahm.
Die Studie liefert wichtige Einblicke in einen der grundlegendsten biologischen Prozesse, die Proteinproduktion, und könnte langfristig neue Ansätze für die Entwicklung therapeutischer Strategien eröffnen.
Jede Zelle unseres Körpers ist auf Eiweisse (Proteine) angewiesen: für Wachstum, Reparatur, die Abwehr von Krankheitserregern und fast alle anderen Vorgänge des Lebens. Hergestellt werden diese Proteine von winzigen «Proteinfabriken» – den Ribosomen. Störungen der Proteinproduktion werden mit Krankheiten wie Krebs, Entwicklungsstörungen oder Virusinfektionen in Verbindung gebracht.
Forschende weltweit suchen daher nach Substanzen, die gezielt die Proteinproduktion beeinflussen – um besser zu verstehen, wie Ribosomen funktionieren, und um neue Therapieansätze zu entwickeln.
Ein Forschungsteam am Department für Chemie, Biochemie und Pharmazie (DCBP) der Universität Bern hat nun eine neue Methode entwickelt, mit der sich gezielt Substanzen aufspüren lassen, welche die Funktion des Ribosoms beeinflussen. Dabei zeigte sich, dass ein bestimmtes Pilzgift die Proteinproduktion bremst und die Proteinfabriken der Zelle in eine Art Schlafzustand versetzt. Die von der Universität Bern geleitete Studie entstand in Zusammenarbeit mit der Biomolecular Screening Facility der EPFL und dem Cryo-EM Knowledge Hub der ETH Zürich und wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Communications Biology veröffentlicht.
Mit Berner Methode 28'000 verschiedene Substanzen getestet
Um gezielt nach Substanzen zu suchen, welche die Proteinproduktion beeinflussen, arbeiteten die Berner Forschenden nicht mit klassischen Tests mit lebenden Zellen. Letztere sind zu komplex, um eine direkte Wirkung aufzuzeigen. Stattdessen entwickelten sie ein Testsystem, das die menschliche Proteinproduktion ausserhalb lebender Zellen nachbildet.
Sie testeten damit 28’000 verschiedene Substanzen und massen jeweils, wie viel Proteine noch gebildet wurden. «Indem wir die Zellen sozusagen auf das Wesentliche reduzieren, können wir sehr genau untersuchen, ob eine Substanz die menschliche Proteinproduktion direkt beeinflusst», erklärt Nino Schwaller, Erstautor der Studie und Masterstudent am DCBP. Er ergänzt: «Dank unserer neuen Methode können wir die Wirkung von Umweltgiften und möglichen Wirkstoffen auf die Proteinproduktion, einen der grundlegendsten biologischen Prozesse des Lebens, deutlich präziser untersuchen als bisher.»
Getreidepilzgift greift gezielt Ribosomen an
Unter den vielen getesteten Substanzen fiel insbesondere NT-2 auf – ein Pilzgift, das von Getreidepilzen der Gattung Fusarium gebildet wird.
