HANNELORE BREITENBACH-KOLLER: PROTEINSYNTHESE NACH MASS



Wir haben ein Suchverfahren entwickelt, mit dem man ribosomale Proteine identifizieren kann, die speziell eine bestimmte mRNA regulieren. Dies verwenden wir nun in einem Pilotprojekt, um therapeutische Interventionen für eine Mutation in einem Gen zu studieren, das in der seltenen Krankheit Epidermolyis bullosa eine Rolle spielt.
Ribosomen sind Bestandteile aller Zellen und bestehen aus ribosomaler RNA (rRNA) und ribosomalen Proteinen. Ribosomen bestehen in eukaryotischen Zellen, also von Hefezellen bis zu menschlichen Zellen, aus einer großen 60S und einer kleinen 40S Untereinheit, die zusammen das 80S funktionelle Ribosom bilden (die Notierung 80S aus 40S und 60S ergibt sich nicht arithmetisch additiv, sondern aus dem eigenen Sedimentationskoeffizienten in Svedberg (S Einheiten) des gesamten Ribosoms).
Das Ribosom synthetisiert (=translatiert) Proteine gemäß der kodierten Information auf der messenger RNA (mRNA), wobei die kleine Untereinheit das decodierungs-center und die große Untereinheit die Proteinsynthesefunktion enthält. Ein zentraler Aspekt der Regulation der Genexpression – das ist die Kontrolle wann und wo in einer Zelle eine bestimmte mRNA in ein Protein translatiert wird – ist die Regulation der Translation. Seit einigen Jahren wird die regulatorische Funktion von ribosomalen Proteinen und anderen Komponenten des Translationsapparates in diesen Prozessen immer deutlicher. Unsere Arbeitsgruppe studiert die ribosomalen Proteine rpL10, rpS6 und das ribosomenassoziierte Protein Nmd3p.
Seit einigen Jahren konzentriert sich unsere Forschung auf die translationsassoziierte, funktionelle Charakterisierung von humanen Krankheitsgenen im Modellsystem Hefe. So studieren wir das Autismus assozierte ribosomale Protein rpL10 in Kooperation mit dem DKFZ Heidelberg; und die Expression des LAMB3 Gens, dessen mutierte Form in der Blasenkranheit Epidermolyis Bullosa eine Rolle spielt, in Kooperation mit dem EB Haus Austria/PMU und der University of Kent.
Wir haben einen personalisierten Ribosomen-Screen entwickelt, der es uns ermöglicht, ribosomale Varianten zu identifizieren, welche exklusiv und selektiv die Ausbeute der Proteinsynthese einer Ziel-mRNA erhöhen oder senken. „Personalisierte Ribosomen“ können durch unterschiedliche experimentelle Strategien generiert werden. Diese Studien zur Translationskontrolle haben zum Thema der Kontrolle der Proteinsynthese dieser Kandiatengene im oxidativen Stress geführt.
Unsere Arbeiten sind in unseren Publikationen dokumentiert.