Wissenschaftler entwickeln eine neue Methode, mit der sich jedes beliebige Protein aus jeder Art von Zelle direkt und schnell entfernen lässt.

An fast allen wichtigen Prozessen in unserem Körper sind Proteine beteiligt, und Störungen ihrer Funktion verursachen Krankheiten. Um zu verstehen, wie einzelne Proteine arbeiten, entfernen Forscher sie aus einer Zelle und analysieren die Effekte. Bisher gab es dafür prinzipiell zwei Methoden: die Genschere CRISPR/Cas und die RNA-Interferenz. Sie wirken auf der Ebene von DNA beziehungsweise RNA. Ihr Einfluss auf Proteine ist allerdings indirekt und braucht Zeit. Wissenschaftler aus Deutschland und Großbritannien präsentieren jetzt eine neue Methode, genannt Trim-Away, mit der es möglich ist, Proteine direkt und schnell aus jeder Art von Zelle zu entfernen. Da Trim-Away zwischen verschiedenen Varianten eines Proteins unterscheiden kann, eröffnet es neue Ansätze für die Therapie von Krankheiten.

In jeder lebenden Zelle sind Zigtausende Proteine am Werk. Ihr Repertoire reicht von der Katalyse biochemischer Reaktionen über das Ausformen der Zelloberfläche bis hin zum Senden und Empfangen von Signalen. In ihrer Funktion gestörte Proteine verursachen zahlreiche Krankheiten wie Krebs oder Neurodegeneration. Daher wollen Molekularbiologen verstehen, wie Proteine in ihrem natürlichen Umfeld – der Zelle – arbeiten.

Um die Funktion eines Proteins zu erforschen, ist eine der wichtigsten Strategien, es aus der Zelle zu entfernen und zu untersuchen, wie sich dies auf zelluläre Prozesse auswirkt. Die dafür genutzten Techniken CRISPR/Cas und RNA-Interferenz (RNAi) schalten zwar die Produktion eines Proteins effizient ab. Allerdings beeinflussen sie die Menge eines Proteins nur indirekt. Außerdem sind sie nicht auf jede Art von Zelle und Protein anwendbar. Bisher gab es keine allgemein geeignete Methode, die diese Beschränkungen überwinden konnte.

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen und am Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology in Cambridge (Großbritannien) ist es jetzt gelungen, eine neue Methode zu entwickeln, die sich Trim-Away nennt („wegschneiden“). „Mit Trim-Away ist es erstmals möglich, so ziemlich jedes beliebige Protein in jedem beliebigen Zelltyp abzubauen“, erläutert Melina Schuh, Direktorin am MPI für biophysikalische Chemie. „Es ist sehr einfach anzuwenden und entfernt Proteine in nur wenigen Minuten. Das ist bedeutend schneller als alles, was sich mit CRISPR/Cas oder RNAi erreichen lässt – mit diesen Techniken dauert es typischerweise Stunden bis Tage, bis ein Protein entfernt ist. Das gibt der Zelle Zeit, Wege zu finden, den Verlust zu kompensieren. Das verschleiert manchmal die tatsächlichen Effekte. Außerdem eignen sich CRISPR/Cas und RNAi nicht, um langlebige Proteine und Proteine aus Primärzellen zu untersuchen. Mit Trim-Away können wir diese Lücke nun schließen.“ „Wir können jetzt im Prinzip jede beliebige Zelle aus dem Körper nehmen und Proteine in dieser Zelle schnell zerstören, um die Auswirkungen auf zelluläre Prozesse unmittelbar zu untersuchen“, ergänzt Erstautor Dean Clift

Den ganzen Artikel aus dem Newsroom der Max-Planck-Gesellschaft finden Sie hier:
https://www.mpg.de/11774759/trim-away