Oxidantien an den Schalthebeln der Zelle
Wie körpereigene Oxidantien das normale und krankhafte Verhalten von Zellen über schwefelhaltige Schaltermoleküle steuern, erforschen Wissenschaftler in einem neuen Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG. Die Programmkoordinatoren sind Prof. Katja Becker, Universität Gießen, und PD Dr. Tobias Dick vom Deutschen Krebsforschungszentrum.
Modell der Aminosäure Cystein, die eine Thiolgruppe enthält (das Schwefelatom ist gelb dargestellt)Bild: Benjah-bmm27, Wikimedia Commons
Reaktive Sauerstoffverbindungen, oft auch als freie Radikale bezeichnet, sind besser als ihr Ruf: Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Oxidantien im Organismus positive und zentrale Funktionen ausüben und das Wachstum und die Differenzierung von Zellen steuern. Um als körpereigener Signalgeber zu dienen, müssen Oxidantien die Funktion von Proteinen in der Zelle spezifisch verändern. Dies geschieht durch sogenannte Thiol-Schalter, die im neuen Schwerpunktprogramm näher erforscht werden sollen.
Ein Thiol ist eine molekulare Gruppe, die aus Schwefel und Wasserstoff besteht. Die Aminosäure Cystein, Bestandteil aller Proteine unseres Körpers, trägt eine solche Thiolgruppe. Sie kann durch Oxidation spezifisch und reversibel modifiziert werden – was dann auch die Funktion des jeweiligen Proteins verändert.
Dieses wichtige biologische Regulationssystem ist noch großenteils unerforscht. Wenn alle Proteine Thiole enthalten, wie kommt es dann, dass unter den normalen zellulären Bedingungen nur einige darunter oxidiert werden und als Schalter funktionieren? Diese Frage der Spezifität wollen die Wissenschaftler im neuen Schwerpunktprogramm untersuchen und die Rolle der Thiole in gesunden und kranken Zellen sowie ihre Bedeutung bei Entzündungen, Infektionskrankheiten und Krebs verstehen.
Von 61 eingereichten Konzepten für neue Schwerpunktprogramme hat der DFG-Senat 13 bewilligt, davon 3 in den Lebenswissenschaften. Die DFG stellt für das neue Schwerpunktprogramm in der ersten Förderperiode von 2014 bis 2016 insgesamt knapp 7,5 Millionen Euro zur Verfügung. Maximal dauert die Förderung sechs Jahre.
Die Initiatoren des DFG-Schwerpunktprogramms „Dynamics of Thiol-based Redox Switches in Cellular Physiology“ sind neben den beiden Sprechern Prof. Katja Becker und PD Dr. Tobias Dick: Dr. Marcus Conrad vom Helmholtz-Zentrum München, Prof. Dr. Johannes Herrmann von der Universität Kaiserslautern; Prof. Dr. Luise Krauth-Siegel vom Biochemie-Zentrum der Universität Heidelberg (BZH), Dr. Christopher Horst Lillig von der Universität Greifswald und Prof. Dr. Andreas Meyer von der Universität Bonn.
Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, Interessierte und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs.
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