In ihrer Folgestudie sind die Bayreuther Genetiker nun einem bisher unbekannten Schutzmechanismus der Zelle auf die Spur gekommen. Es ist die Separase selbst, die den bedrohlichen Folgen ihrer verfrühten Aktivität zuvorkommt: Sie setzt ein rasches Absterben der sich teilenden Zelle in Gang.
Dies geschieht dadurch, dass die Separase zwei Eiweiße umfunktioniert, die eigentlich die Aufgabe haben, dem Zelltod entgegenzuwirken. Es handelt sich um die Eiweiße MCL1 und BCL-XL. In einer gesunden Zelle hindern sie gemeinsam das Eiweiß BAK daran, das Absterben der Zelle zu veranlassen.
Doch die zu früh aktiv gewordene Separase schneidet diese beiden Eiweiße auf. Dadurch können sie ihre zellschonende Funktion nicht mehr erfüllen, und BAK ist frei, einen raschen Zelltod herbeizuführen.
Der Zelltod wird von den Eiweißen MCL1 und BCL-XL sogar proaktiv gefördert, weil die Separase ihre Strukturen entsprechend verändert hat. Aus Wächtern, welche die Zelle am Leben halten sollen, sind Agenten des Zelltods geworden.
Ausgehend von diesen Erkenntnissen haben Hellmuth und Stemmann im Prozess der Zellteilung einen weiteren wichtigen Mechanismus entdeckt. Er gewährleistet, dass die Separase gesunde Zellen verschont und tatsächlich nur im Falle einer drohenden krankhaften Zellentwicklung die Eiweiße MCL1 und BCL-XL angreift.
Zu diesem Angriff ist die Separase gerüstet, sobald die beiden Eiweiße mit Hilfe von Phosphatgruppen kenntlich gemacht worden sind. Für diese Markierung der Eiweiße, die Phosphorylierung, ist das Enzym NEK2A zuständig.
Die Pointe ist nun, dass NEK2A im Verlauf der Zellentwicklung relativ frühzeitig abgebaut wird. Bevor die Zelle sich zu teilen beginnt, ist das Enzym verschwunden - vorausgesetzt, dass der Spindel-Kontrollpunkt funktionstüchtig ist und für einen wohlgeordneten Ablauf der Zellteilung sorgt.
Dann erfüllt die Separase zum richtigen Zeitpunkt ihre Funktionen, ohne dass sie die Eiweiße MCL1 und BCL-XL identifizieren und angreifen könnte. Falls der Spindel-Kontrollpunkt jedoch defekt ist, beschleunigt sich der Prozess der Zellteilung: Noch während NEK2A in der Zelle zugegen ist, wird die Separase aktiv. Jetzt erkennt sie die beiden Eiweiße, und der programmierte Zelltod wird unverzüglich eingeleitet.
Hellmuth und Stemmann bezeichnen dieses von ihnen entdeckte Zusammenspiel der beiden Enzyme als "Minimal Duration of Early Mitosis Checkpoint", kurz: "DMC". Es handelt sich um einen Notfall-Mechanismus, der in Kraft tritt, sobald ein defekter Spindel-Kontrollpunkt die Gefahr krankhafter Zellentwicklungen heraufbeschworen hat.
Diesen Ansatz wollen wir künftig mit verschiedenen Forschungsgruppen, beispielsweise aus der klinischen Onkologie und der Wirkstoff-Forschung, weiter verfolgen. Möglicherweise wird es auf diesem Weg gelingen, Krebszellen mit Hilfe von Eiweißen zu zerstören, die von gesunden Zellen erfolgreich für den eigenen Selbstschutz eingesetzt werden", sagt Stemmann.
MEDICA.de; Quelle: Universität Bayreuth
