Glioblastom und Autismus: Mechanismus für Fehlentwicklung entdeckt

Menschliche Zellen erzeugen nach dem Bauplan, den unsere DNA enthält, Proteine, die bestimmte Funktionen erfüllen. Ein wesentlicher Schritt dabei ist das Ablesen der DNA und das Umschreiben der Information in mRNA, die sogenannte Transkription. Eine multizentrische Studie unter maßgeblicher Beteiligung der MedUni Wien belegt nun erstmals, dass ein bestimmtes Protein, PHF3, eine wichtige Rolle in der Transkription spielt: Durch seine Bindung an das Enzym RNA-Polymerase II (POL II) wird der Ablesevorgang moduliert. PHF3 bindet über eine bestimmte Stelle auf seiner Oberfläche, die sogenannte SPOC-Domäne, an POL II. Ist SPOC defekt oder nicht vorhanden, kann PHF3 nicht anbinden und es kommt zu Fehlentwicklungen bei der Produktion von Nervenzellen. Dies könnte eine der Ursachen für Autismus und Glioblastome sein. Die Studie wurde nun im renommierten Journal Nature Communications veröffentlicht.

Häufig Mutationen in PHF3 bei Autismus

Im Zentrum der Arbeit steht das Protein PHF3. Es war bekannt, dass autistische Personen häufig Mutationen in PHF3 aufweisen und dass bei Glioblastomen nur sehr geringe Mengen an PHF3 nachgewiesen werden können. Studienleiterin Dea Slade, Molekularbiologin an den Max Perutz Labs, erklärt: „In der Arbeit konnten wir nicht nur als erstes Team aus Forschenden weltweit belegen, dass PHF3 ein Transkriptionsfaktor ist und dass es über die SPOC-Domäne an POL II bindet. Wir konnten auch zeigen, dass das Protein durch die SPOC-Domäne die Ausbildung von Nervenzellen, also die neuronale Differenzierung, maßgeblich beeinflusst. Fehlte das Protein, konnten keine Nervenzellen gebildet werden, womit ein Zusammenhang zwischen dem Fehlen von PHF3 oder SPOC und der Entstehung von Autismus und Glioblastomen naheliegt.“

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Die Untersuchung wurde an Zelllinien ausgeführt und erfolgte aus verschiedenen Blickwinkeln. Slade: „Wir haben die biochemische Interaktion von PHF3 beziehungsweise SPOC mit POL II ebenso untersucht, wie seine Interaktion auf der Zellebene, also wie das Protein die Funktion der Zelle beeinflusst. Nicht zuletzt haben wir auch die Ebene der Differenzierung betrachtet, also wie das zelluläre Netzwerk beeinflusst wird. Das gibt uns einen sehr genauen Einblick in die Rolle, die PHF3 bei der Entwicklung neuronaler Zellen spielt.“ Um auf den Menschen anwendbare Ergebnisse zu erhalten, möchte das Team seine Erkenntnisse im nächsten Schritt im Tiermodell prüfen.

Die Arbeit entstand als Kooperation zwischen den Max Perutz Labs, dem Max Delbrück Center in Berlin, dem Central European Institute of Technology der Masaryk Universität in Brünn, dem Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP), dem Institut für Molekulare Biotechnology (IMBA) und dem Institute of Science and Technology (IST Austria).

Quelle: Medizinische Universität Wien

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