Durch „alternatives Spleißen“ können aus einem einzigen Gen viele verschiedene Proteine entstehen. Der Vorgang ist wichtig für die Herzmuskelzellen: Sie benötigen unterschiedliche Proteine, um sich zu entwickeln, zu kontrahieren, elektrische Impulse an Nachbarzellen weiterzuleiten oder auf äußere Einflüsse wie Stress zu reagieren.
Passieren Fehler beim Spleißen, kann das schwerwiegende Folgen haben: Beispielsweise laufen dann in einem erwachsenen Herz Prozesse wie in einem Embryo-Herz ab, die das Herz wachsen und reifen lassen. Dadurch arbeitet es nicht mehr im normalen Bereich.
Genialer Trick mit Schwachstellen
Das „alternative Spleißen“ ist ein Trick, den vor allem Zellen in höheren Lebewesen nutzen, um möglichst viele Eiweißmoleküle herzustellen. Bei dem komplexen Vorgang dient ein- und dasselbe Gen als Blaupause für mehrere Proteine: Beim „Abpausen“ oder Ablesen können jedoch bestimmte Abschnitte des Gens herausgeschnitten werden. Die übrigen Abschnitte können variabel verknüpft werden. So entstehen mRNAs, die unterschiedlich zusammengesetzt sind. Die mRNAs übermitteln die Baupläne für die Proteine dann an die Proteinfabriken der Zelle – die Ribosomen.
Von der Würgeschlange lernen
Neue Erkenntnisse für die Therapie erhoffen sich die Forschenden von der burmesischen Python: Die Würgeschlange kann kurzfristig die Größe ihres Herzens verändern – innerhalb eines Tages, nachdem sie eine große Beute verschluckt hat. Dadurch erhöht sich die Durchblutung und Nährstoffe verteilen sich schneller im Körper. Anschließend schrumpft das Organ wieder auf Normalgröße. Das Team will die sehr spezielle Regulation der Spleißprozesse am Pythonherz aufklären. Davon könnten etwa Patienten, die an hypertropher Kardiomyopathie leiden, also einer Verdickung der Herzmuskulatur, profitieren.
Die beiden DZHK-Principal Investigators Professor Michael Gotthardt vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) und Professor Benjamin Meder vom Universitätsklinikum Heidelberg sind zwei von sechs Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der transatlantischen Forschergruppe. Michael Gotthardt und Professorin Leslie Leinwand von der Universität Boulder, Colorado, koordinieren in den nächsten fünf Jahren das Projekt CASTT (Cardiac Splicing as a Therapeutic Target).
Zum Netzwerk gehören außerdem Professor Euan Ashley, Kardiologe an der Stanford Universität (Kalifornien), Professorin Maria Carmo-Fonseca, Zell- und Onkobiologin an der Universität Lissabon sowie Lars Steinmetz, Professor für Genetik am EMBL Heidelberg und der Stanford Universität.
Quelle: Pressemitteilung Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin
