News: p53 und das Mitochondrium
Ob Krebs im Körper entsteht oder nicht, hängt von der Qualität der Sicherheitssysteme ab - wie des Tumorsuppressors p53. Zwei Varianten dieses Protein kommen beim Menschen vor, und beide sind unterschiedlich effizient. Warum dies so ist, scheint mit dem Kraftwerk der Zelle zusammenzuhängen.
© Cold Spring Harbor Laboratory (Ausschnitt)
Auch wenn es aufgrund der Vielzahl der Todesfälle durch Krebs nicht so aussieht: Der Körper hat ein Notprogramm für diesen Fall. Entwickelt sich eine normale Zelle zur tödlichen Gefahr der Krebszelle, teilt sich ungehemmt und droht damit die fragile Gesamtordnung zu zerstören, macht sich ein Protein als Ordnungshüter auf den Weg.
Das Protein mit dem kennzeichnenden Namen Tumorsuppressor p53 unterdrückt die aufkeimende Krebsgefahr, indem es – je nachdem wie schwer die Fehler im Erbgut sind – den Zellzyklus stoppt, die DNA-Reparatur in Gang setzt oder, als letztes Mittel der Wahl, die entarteten Zellen in den Selbstmord treibt. Normalerweise erfüllt das Protein diese Aufgabe im Zellkern. Als so genannter Transkriptionsfaktor bindet er hierzu an den DNA-Faden und aktiviert die entsprechenden Gene.
Allerdings erfüllt p53 seine Aufgabe über zwei verschiedene Varianten unterschiedlich effizient, die beide beim Menschen vorkommen können. Die eine Variante enthält an einer bestimmten Position im Protein die Aminosäure Arginin, während die zweite Version an dieser Stelle die Aminosäure Prolin sitzen hat. Und dieser kleine, aber feine Unterschied entscheidet über die Fähigkeit, außer Kontrolle geratene Krebszellen zurückzuhalten.
Denn wessen p53-Tumorsuppressor mit der Aminosäure Arginin ausgestattet ist, der hat Glück: Sein p53 kann die fehlerhaften Zellen wesentlich besser unschädlich machen als die Variante mit der Aminosäure Prolin. Bislang hat dieser Unterschied noch wenig Interesse wachgerufen, dabei wäre es für die Behandlung Krebskranker entscheidend. Wer p53 mit Arginin besitzt, kommt vielleicht mit weniger Medikamenten aus, als jemand mit der ineffizienten p53 Variante.
Doch warum wirken die beiden Proteine auf solch unterschiedlich starke Weise? "Als wir uns fragten, ob diese beiden Formen unterschiedlich funktionierten, war die Antwort ein widerhallendes Ja," erzählt Maureen Murphy vom Fox Chase Cancer Center. Zunächst gingen Murphy und ihre Kollegen dieser Frage im Zellkern nach, fanden jedoch keine Antwort. Hier waren beide Proteine gleich aktiv. Nun richteten sie ihre Aufmerksamkeit auf den Zellbereich außerhalb des Nucleus und stießen auf die Kraftwerke der Zelle, die Mitochondrien. Hier, wo die Zelle unter Sauerstoffverbrauch Kohlenhydrate in Energie umwandelt, scheint der Unterschied begraben zu sein.
Denn die Varianten wandern in unterschiedlicher Geschwindigkeit ins Mitochondrium ein. Die Argininform, die wesentlich schneller Krebszellen abtötet, bewegt sich auch viel schneller aus dem Zellkern heraus und ins Mitochondrium hinein. Zwar hatte bereits eine frühere Arbeitsgruppe zeigen können, dass p53 auch in Mitochondrien aktiv ist, doch hatten sie das Protein nur mithilfe einer speziellen Markierung in dieses Zellkompartiment lotsen können. Dass der Tumorsuppressor hingegen von selbst – und dies scheint das Entscheidende zu sein – in unterschiedlicher Geschwindigkeit dort einfällt, überrascht.
Um die Funktion von p53 zu verbessern, könnte der Tumorsuppressor zukünftig mit Hilfe von Medikamenten leichter und schneller ins Mitochondrium transportiert werden. So sieht zumindest der Traum der Zukunft aus. Vielleicht könnten dann Krebszellen effizienter erkannt und unschädlich gemacht werden.
Das Protein mit dem kennzeichnenden Namen Tumorsuppressor p53 unterdrückt die aufkeimende Krebsgefahr, indem es – je nachdem wie schwer die Fehler im Erbgut sind – den Zellzyklus stoppt, die DNA-Reparatur in Gang setzt oder, als letztes Mittel der Wahl, die entarteten Zellen in den Selbstmord treibt. Normalerweise erfüllt das Protein diese Aufgabe im Zellkern. Als so genannter Transkriptionsfaktor bindet er hierzu an den DNA-Faden und aktiviert die entsprechenden Gene.
Allerdings erfüllt p53 seine Aufgabe über zwei verschiedene Varianten unterschiedlich effizient, die beide beim Menschen vorkommen können. Die eine Variante enthält an einer bestimmten Position im Protein die Aminosäure Arginin, während die zweite Version an dieser Stelle die Aminosäure Prolin sitzen hat. Und dieser kleine, aber feine Unterschied entscheidet über die Fähigkeit, außer Kontrolle geratene Krebszellen zurückzuhalten.
Denn wessen p53-Tumorsuppressor mit der Aminosäure Arginin ausgestattet ist, der hat Glück: Sein p53 kann die fehlerhaften Zellen wesentlich besser unschädlich machen als die Variante mit der Aminosäure Prolin. Bislang hat dieser Unterschied noch wenig Interesse wachgerufen, dabei wäre es für die Behandlung Krebskranker entscheidend. Wer p53 mit Arginin besitzt, kommt vielleicht mit weniger Medikamenten aus, als jemand mit der ineffizienten p53 Variante.
Doch warum wirken die beiden Proteine auf solch unterschiedlich starke Weise? "Als wir uns fragten, ob diese beiden Formen unterschiedlich funktionierten, war die Antwort ein widerhallendes Ja," erzählt Maureen Murphy vom Fox Chase Cancer Center. Zunächst gingen Murphy und ihre Kollegen dieser Frage im Zellkern nach, fanden jedoch keine Antwort. Hier waren beide Proteine gleich aktiv. Nun richteten sie ihre Aufmerksamkeit auf den Zellbereich außerhalb des Nucleus und stießen auf die Kraftwerke der Zelle, die Mitochondrien. Hier, wo die Zelle unter Sauerstoffverbrauch Kohlenhydrate in Energie umwandelt, scheint der Unterschied begraben zu sein.
Denn die Varianten wandern in unterschiedlicher Geschwindigkeit ins Mitochondrium ein. Die Argininform, die wesentlich schneller Krebszellen abtötet, bewegt sich auch viel schneller aus dem Zellkern heraus und ins Mitochondrium hinein. Zwar hatte bereits eine frühere Arbeitsgruppe zeigen können, dass p53 auch in Mitochondrien aktiv ist, doch hatten sie das Protein nur mithilfe einer speziellen Markierung in dieses Zellkompartiment lotsen können. Dass der Tumorsuppressor hingegen von selbst – und dies scheint das Entscheidende zu sein – in unterschiedlicher Geschwindigkeit dort einfällt, überrascht.
Um die Funktion von p53 zu verbessern, könnte der Tumorsuppressor zukünftig mit Hilfe von Medikamenten leichter und schneller ins Mitochondrium transportiert werden. So sieht zumindest der Traum der Zukunft aus. Vielleicht könnten dann Krebszellen effizienter erkannt und unschädlich gemacht werden.
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