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Medizin

10. Dezember 2012 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2013 für Forschung an Ubiquitin-Wirkmechanismen

Der Frankfurter Professor für Biochemie Ivan Dikic erhält den mit 2,5 Millionen Euro dotierten Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2013. Er ist Experte für eines der häufigsten Signalmoleküle in der Zelle: Das Ubiquitin. Dessen vielfältige Wirkmechanismen zu entschlüsseln und damit neue Zielstrukturen für Arzneimittel zu finden, ist der Kern von Dikics wissenschaftlicher Arbeit.

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Einst war sie als “ Todeskuss für Proteine” bekannt: die Markierung von Proteinen mit dem kleinen Signalmolekül Ubiquitin (Ubiquitinierung), die sie für die Vernichtung im molekularen Schredder der Zelle, dem Proteasom, freigab. Inzwischen weiß man, das Ubiquitin an den vielfältigsten Signalmechanismen der Zelle mitwirkt. Mit seinen Pionierarbeiten auf diesem Gebiet hat Ivan Dikic gezeigt, wie der Ubiquitin-Code in Zellen entschlüsselt wird. Von ihm stammt die Idee, dass gebundenes Ubiquitin von spezialisierten Domänen im Protein erkannt werden muss, damit seine Botschaft dekodiert und ein entsprechender Auftrag von der Zelle erfüllt werden kann. Indem Dikic seine Hypothese konsequent verfolgte, konnte er rasch Ubiquitin-bindende Domänen in mehr als 200 Proteinen identifizieren und deren Bedeutung sowohl in normalen physiologischen Prozessen als auch bei der Entstehung zahlreicher Erkrankungen nachweisen. Dazu gehören Krebs, neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson, bakterielle Infektionen und Entzündungen.

Ivan Dikic machte sich also in jungen Jahren einen ausgezeichneten Namen auf dem Gebiet der Signaltransduktion, der Übertragung von Signalen in der Zelle. Er leistete fundamentale Beiträge zur Aufklärung der Funktion von Rezeptoren, die an der Zelloberfläche verschiedenste Moleküle erkennen. Er identifizierte auch mehrere Enzyme, die in Signalketten zur Regulation des Zellwachstums wichtig sind. Weiterhin klärte er einen Mechanismus der DNA-Reparatur auf, der bei Erkrankungen wie der Erbkrankheit Xeroderma pigmentosum eine zentrale Rolle spielt.

2008 erregte eine Publikation des aus Kroatien stammenden Forschers in der angesehenen Zeitschrift „Nature“ großes Aufsehen. Im Rahmen einer internationalen Kooperation gelang es Dikic, einen seit langem gesuchten Rezeptor auf dem Proteasom zu finden. Ist dieser defekt, können neurodegenerative Erkrankungen auftreten. Diese und Dikic’s frühere Arbeiten auf diesem Gebiet eröffnen neue Perspektiven für die Identifizierung innovativer Zielstrukturen bei der Medikamentenentwicklung.

Dikics Labor gehört auch zu den Vorreitern bei der Erforschung linearer Ubiquitin-Ketten, die in Fachkreisen als große Überraschung aufgenommen wurden. Er lieferte strukturelle, biochemische und genetische Beweise für die physiologische Wirkung der linearen Ubiquitinierung und erklärte, warum Mutationen auf diesem Signalweg chronische Dermatitis, Immundefekte und die Entzündung von Organen verursachen können. In seinem Labor wurden Rezeptoren identifiziert, die „verklumpte“ Proteine erkennen und für die zelluläre Vernichtungsmaschinerie markieren. Dies geschieht durch Autophagie, einen Selbstverdauungsmechanismus der Zelle. Diese Arbeiten erstrecken sich auch auf pathogene Bakterien. In einer bahnbrechenden Arbeit entdeckte seine Gruppe einen Abwehrmechanismus gegen Salmonella enterica, eine der häufigsten Ursachen für Magen-Darm-Erkrankungen beim Menschen.

Quelle: Goethe-Universität Frankfurt am Main


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