Schalterprotein beeinflusst auch das Zellskelett

RUB » Pressestelle » Presseinformationen » Kategorie Forschung » Presseinformation 157
Nummer 157 - Bochum, 01.07.2010

Schalterprotein beeinflusst auch das Zellskelett

Bochumer Forscher machen überraschende Entdeckung

JBC: Unerwartete Funktionen von Ras

Das Protein Ras ist als Schalter der Zellteilung bekannt, die es im aktiven Zustand auslösen kann. Mutationen in Ras und seinen Interaktionspartnern können daher Krebs auslösen. Bochumer Forscher haben jetzt eine unvermutete weitere Fähigkeit von Ras entdeckt: Im Zusammenspiel mit einem anderen Protein steuert es die Ausbildung des Zellskeletts, verantwortlich für die Struktur und Stabilität der Zelle. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christian Herrmann konnte den Aufbau des Zellskeletts Ras-gesteuert im Reagenzglas ablaufen lassen. Die Forscher berichten in der aktuellen Ausgabe des Journal of Biological Chemistry.

Ras-Mutationen führen häufig zu Krebs

Das Molekül Ras gehört zu einer Klasse von Proteinen, die eine Vielzahl wichtiger Zellfunktionen steuern. Sie liegen entweder in einem inaktiven oder in einem aktiven Zustand vor und werden daher als molekulare Schalter betrachtet. Im aktiven Zustand kann Ras mit einer weiteren Klasse von Proteinen, den so genannten Effektoren, wechselwirken, was wiederum dazu führen kann, dass in der Zelle so grundlegende Prozesse wie die Zellteilung ausgelöst werden. Mutationen in Ras und seinen Effektoren sind eine häufige Ursache für die Entstehung von Krebs. Entsprechend groß ist das Interesse an der Erforschung dieser Proteine. Mittlerweile verfügen Wissenschaftler aus aller Welt über ein sehr detailliertes Bild ihrer Funktionsweise.

Ganz neue Aufgabe von Ras entdeckt

Nun konnten Biochemiker der Ruhr-Universität dieses Bild um eine neue, völlig unerwartete Funktion ergänzen. Die Forschungsgruppe von Prof. Christian Herrmann an der Fakultät für Chemie und Biochemie berichtet über den Ras Effektor NORE1A (Novel Ras Effector 1). NORE1A ist im Gegensatz zu den altbekannten Effektoren nicht für die Steuerung der Zellteilung nötig, sondern, wie die Forscher jetzt zeigen konnten, an der Ausbildung des Zytoskeletts beteiligt. Das Zytoskelett, verantwortlich für Struktur und Stabilität der Zelle, setzt sich unter anderem aus dem Protein Tubulin zusammen. Dabei lagern sich Tubulin-Moleküle wie Bausteine aneinander. Sie wachsen zu Nano-Röhrchen, den Mikrotubuli, heran und verleihen der Zelle eine innere Struktur. Genau an diesem Vorgang, der so genannten Nukleation von Tubulin, ist der Ras Effektor NORE1A beteiligt. „Besonders bemerkenswert ist, dass dieser Prozess direkt durch den molekularen Schalter Ras reguliert werden kann“, sagt Prof. Herrmann. Den Bochumer Forschern gelang es, die Reaktion im Reagenzglas zu simulieren. Durch die Zugabe von Ras wird der Aufbau des Zellskeletts gehemmt.

Experimentell schwer zugänglich

Die Untersuchung der NORE1A induzierten Tubulin-Nukleation war experimentell schwer zugänglich. „Nur durch die enge internationale Zusammenarbeit mit Experten vom National Institute for Medical Research in London und der University of Virginia war es schließlich möglich, einwandfrei nachzuweisen, dass Ras erstaunlicherweise eine direkte regulatorische Wirkung auf das Mikrotubuli-Zytoskelett ausübt“, erklärt Prof. Herrmann.

Titelaufnahme

Christine Bee; Christian Herrmann, Anna Moshnikova; Andrei Khokhlatchev; Yulia Koryakina, Christopher D. Mellor; Justin E. Molloy; Benjamin Stieglitz: Growth and Tumor Suppressor NORE1A Is a Regulatory Node between Ras Signaling and Microtubule Nucleation. In: The Journal of Biological Chemistry, Vol. 285, Issue 21, 16258-16266, MAY 21, 2010, doi: 10.1074/jbc.M109.081562,

http://www.jbc.org/content/285/21/16258.full.pdf+html

Redaktion

Meike Drießen
Pressestelle RUB

Weitere Informationen

Prof. Dr. Christian Herrmann, Physical Chemistry I, Faculty for Chemistry and Biochemistry der Ruhr University Bochum, 44780 Bochum, NC 6/76, Tel. 0234/32-24173
chr.herrmann@rub.de

 

Bildung Von Mikrotubuli

A) Nachweis der NORE1A induzierten Tubulin-Nukleation. Im Photometer lässt sich dieser Prozess einfach verfolgen. Die Abhängigkeit der Tubulin-Nukleation von der zugegebenen NORE1A Konzentration zeigt sich deutlich im Anstieg der optischen Dichte (OD 350) der Messlösung. B) Die Zugabe des aktivierten molekularen Schalters Ras (Ras.GppNp) hemmt den Prozess der NORE1A induzierten Tubulin-Nukleation. Die optische Dichte nimmt mit ansteigender Ras Konzentration ab.

Download (431.7 kB)


Tubulin-nukleation

Auch in der Zelle lässt sich die Abhängigkeit der Mikrotubuli-Bildung von Ras und NORE1A zeigen. In WI-38 Zellen wurden die Mikrotubuli mit Hilfe der Immunfluoreszenz- Mikroskopie sichtbar gemacht, die als rote Filamente zu erkennen sind (A). Wird aktiviertes Ras künstlich in die Zelle geschleust, sind keine Mikrotubuli mehr zu sehen (B). Einen ähnlichen Effekt erhält man, wenn man dafür sorgt, dass in der Zelle kein NORE1A vorhanden ist (C). Demzufolge ist NORE1A nötig, damit die Zelle Mikrotubuli bilden kann, während Ras diesen Vorgang inhibieren kann.

Download (1.4 MB)