Montag, 13. Juli 2020
Navigation öffnen

Medizin

10. November 2016 Grundlagenforschung: Das Mitochondrien-Netzwerk

Grundlagenforschung zur Energiegewinnung der Zelle: Erstmals erklären Göttinger Forscher, wie zwei unabhängige Systeme der Proteinbildung miteinander verknüpft sind.

Anzeige:

Störfälle in den Kraftwerken der Zelle (Mitochondrien) bringen die Energieproduktion aus dem Gleichgewicht, zudem machen sie krank. Die Folge können schwere Erkrankungen des Nervensystems und des Herzens sein, die häufig tödlich verlaufen. Göttinger Grundlagenforscher um Prof. Dr. Peter Rehling, Direktor des Instituts für Zellbiochemie an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), untersuchen deshalb unter anderem, wie genau die Kraftwerke in Zellen zusammengebaut werden. Ihre neuesten Erkenntnisse klären bisher unbekannte Details zum Zusammenbau der Proteine zu der zentralen Atmungskette. Sie könnten helfen, Defekte oder Störungen im Maschinenpark der Energiekraftwerke der Zelle besser zu erkennen oder vielleicht sogar zu reparieren. Der Europäische Forschungsrat (ERC) fördert die Göttinger Forschung über Zellkraftwerke seit 2014 durch einen ERC Advanced Investigator Grant. Die jüngsten Ergebnisse sind veröffentlicht in „Cell“.

Fluoreszenz-mikroskopische Aufnahme eines Mitochondrien-Netzwerkes (grün) und des Zellkerns (blau) in einer menschlichen Zelle. (©umg/rehling)
Fluoreszenz-mikroskopische Aufnahme eines Mitochondrien-Netzwerkes (grün) und des Zellkerns (blau) in einer menschlichen Zelle. Foto: umg/rehling



Die Kraftwerke der Zelle, die Mitochondrien, wandeln Energie aus der Nahrung in eine allgemeingültige Energiewährung, das ATP, um. Für die Herstellung von ATP besitzt jede Zelle Miniaturkraftwerke, also einen hochentwickelten Maschinenpark. Die dafür notwendige Maschinerie wird „Atmungskette“ genannt, weil der Prozess der ATP-Produktion zirka 95 Prozent des Sauerstoffs benötigt, den wir täglich einatmen.

Die Atmungskette ist aus einer großen Vielzahl von einzelnen Proteinen zusammengebaut. Mitochondrien haben eigenes Erbgut, das Informationen für den Zusammenbau einiger Proteine der Atmungskette enthält. „Die überwiegende Zahl von Proteinen, die in der Atmungskette ihren Dienst tun, wird allerdings außerhalb der Mitochondrien synthetisiert und von Genen, die sich in unserem Zellkern befinden, kodiert. Sie müssen, nachdem sie hergestellt wurden, vom Zellraum in die Mitochondrien transportiert werden und dort die Proteine fin-den, die in den Mitochondrien selbst gemacht werden“, sagt die Erst-Autorin der Publikation, Dr. Ricarda Richter-Dennerlein vom Institut für Zellbiochemie der UMG.

Woher wissen die Mitochondrien eigentlich, wie viel Protein sie selbst herstellen müssen, um keinen Überschuss zu produzieren? Wie gelingt es den Mitochondrien, eine ausbalancierte Menge an Proteinen zu produzieren, die dann mit den Proteinen, die von außen kommen, zum Maschinenpark zusammengebaut werden zu können?

Die Wissenschaftler am Institut für Zellbiochemie der UMG haben herausgefunden, dass Ribosomen in den Mitochondrien Proteine nur teilweise synthetisieren und dann eine Pause einlegen. Erst wenn Proteine, die von außerhalb der Mitochondrien stammen, in die Mitochondrien importiert werden, fangen die Ribosomen wieder an zu arbeiten und stellen das vollständige Protein in den Mitochondrien her. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein Protein, das in den Mitochondrien entsteht, nur dann wirklich hergestellt wird, wenn sein Partner, der von außen in die Mitochondrien hinein transportiert wird, vorhanden ist.

Die Untersuchungen der Arbeitsgruppe erklären damit erstmals, wie zwei unabhängige Systeme der Proteinbildung, eines außerhalb der Mitochondrien und eines innerhalb der Mitochondrien, miteinander verknüpft sind. Diese Untersuchungen sind von besonderer Bedeutung, da Defekte bei der Ausbildung der Atmungskette zu schweren und oft tödlich verlaufenden Erkrankungen des Nervensystems und des Herzens führen können.

Literaturhinweis:
Ricarda Richter-Dennerlein, Silke Oeljeklaus, Isotta Lorenzi et al.
Mitochondrial Protein Synthesis Adapts to Influx of Nuclear-Encoded Protein.
CELL, Volume 167, Issue 2, p471-483.e10, 6 October 2016.
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.09.003

Quelle: Universitätsmedizin Göttingen, Georg-August-Universität


Anzeige:
Fachinformation

Das könnte Sie auch interessieren

Kassen-Experten: Demenzkranke öfter ohne Medikamente pflegen

Kassen-Experten: Demenzkranke öfter ohne Medikamente pflegen
© Robert Kneschke - stock.adobe.com

Bei der Pflege demenzkranker Menschen sollten aus Sicht von Experten der Krankenkassen Alternativen zu Medikamenten eine größere Rolle spielen. Es gebe eine Vielzahl anderer Verfahren wie Training von Alltagstätigkeiten, Übungen zum Gestalten von Beziehungen oder körperliche Aktivierung, teilte der Medizinische Dienst der gesetzlichen Kassen in Berlin mit. Dabei müsse man sich im Klaren sein, dass dies personal- und zeitintensiv sei und Folgen für die Personalbemessung und die Besetzung habe.

Wenn Verwandte von Krankheitserregern Gutes tun

Wenn Verwandte von Krankheitserregern Gutes tun
© science photo / fotolia.com

Es gibt Bakterien, die Wasserstoff und Naturstoffe produzieren, was sowohl für die Umwelt als auch für die Medizin wichtig ist. In Jena hat ein Forschungsteam nun die Fähigkeit zur Wasserstoff- und Naturstoffproduktion in einer Gruppe von Bakterien nachgewiesen, die bis dahin eher als Krankheitserreger bekannt waren. In Gemeinschaft mit einem methanproduzierenden Bakterium konnten diese Bakterien Milchsäure zu Methan umwandeln.

Tipps für ein gutes Gedächtnis und neue medikamentöse Ansätze gegen Alzheimer

Tipps für ein gutes Gedächtnis und neue medikamentöse Ansätze gegen Alzheimer
© Universitätsklinikum Ulm

Was tun für die Fitness im Kopf? Praktische Tipps geben Ärztinnen, Psychologen und Forscherinnen des Universitätsklinikums Ulm am Mittwoch, 3. April (14:00 – 18:00 Uhr), für alle Interessierten und insbesondere für Menschen über 50 mit und ohne Gedächtnisproblemen. In der Ulmer Villa Eberhardt demonstrieren die Wissenschaftler und Klinikerinnen passende Aktivitäten, wie zum Beispiel Spiele, Puzzles oder kognitive Trainings. Darüber hinaus informieren sie in Kurzvorträgen über einen gesunden Lebensstil für das Gehirn, neue...

An die Leber denken und Experten befragen: Kostenfreie Telefonaktion zum Deutschen Lebertag am 20. November

An die Leber denken und Experten befragen: Kostenfreie Telefonaktion zum Deutschen Lebertag am 20. November
© ag visuell / Fotolia.com

Bei einer großen Telefonaktion am 18. Deutschen Lebertag, der unter dem Motto „An die Leber denken!“ steht, beantworten sechs erfahrene Ärzte alle Anrufer-Fragen rund um die Themen Leber, Lebergesundheit und Lebererkrankungen. Am Montag, 20. November 2017, sind die Leber-Spezialisten von 14:00 bis 16:00 Uhr unter der kostenfreien Telefonnummer 0800 666 39 22 für jeden Interessierten und Betroffenen erreichbar. Mit diesem Angebot möchten die Ausrichter des 18. Deutschen Lebertages – Deutsche Leberstiftung, Deutsche Leberhilfe e. V. und Gastro-Liga e....

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Grundlagenforschung: Das Mitochondrien-Netzwerk"

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.


EILMELDUNGEN zu SARS-CoV-2 und COVID-19
  • USA offiziell aus der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ausgetreten – Der Austritt wird in einem Jahr gültig (dpa, 08.07.2020).
  • USA offiziell aus der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ausgetreten – Der Austritt wird in einem Jahr gültig (dpa, 08.07.2020).

Cookies

Diese Webseite benutzt Cookies, um den Nutzern das beste Webseiten-Erlebnis zu ermöglichen. Ausserdem werden teilweise auch Cookies von Diensten Dritter gesetzt. Weitere Informationen erhalten Sie in den Allgemeine Geschäftsbedingungen und in den Datenschutzrichtlinien.

Verstanden