An drei Proteinen hängt das Leben des Coli-Bakteriums
Wissenschaftler in Kanada, dem Vereinigten Königreich und den USA haben jetzt eine Verbindung zwischen drei Proteinen im Bakterium Escherichia coli (E. coli) entdeckt, die für dessen Überleben notwendig sind. Da eines dieser Gene auch im menschlichen Genom vorhanden ist, sind diese Erkenntnisse auch für das Studium wesentlicher Prozesse im menschlichen Körper von Bedeutung. Die Studie wurde im Fachblatt Current Bacteriology veröffentlicht. Obwohl die Art und die genaue Anzahl wichtiger Gene zwischen den Bakterienarten zu variieren scheinen, sei klar, dass es einen zentralen Satz Gene gebe, die wahrscheinlich für das Überleben der meisten Bakterien wichtig sind, heißt es in der Studie. Die Forscher untersuchten die Bedeutung der drei "konservierten" Gene im E. coli Genom: 31024 Mithilfe einer Kombination aus genetischen und biochemischen Ansätzen, um die Proteinprodukte dieser Gene (YjeE, YeaZ und YgjD) zu untersuchen, fanden sie heraus, dass diese drei Proteine ein Interaktionsnetz bilden und an denselben lebenswichtigen Zellprozessen beteiligt sind. "Bisher war die genaue Funktion der drei von uns untersuchten Schlüsselproteine unbekannt", schreiben die Forscher. "Es ist jedoch klar, dass der Verlust eines dieser Proteine zu überraschenden Veränderungen in der Morphologie von E. coli führen würde". Weiterhin wurde in der Studie dargelegt, dass "die Hauptrolle von YjeE und YeaZ darin besteht, die Aktivität von YgjD zu regulieren. Und das ist wohl auch ihre einzige Aufgabe." Aus den Beobachtungen der Forscher geht hervor, dass YeaZ vor allem YgjD aufspaltet. Und sie weisen darauf hin, dass "eine wesentliche Funktion von YjeE die Steuerung oder Regulierung der Interaktion zwischen YeaZ und YgjD ist". Das ygjD-Gen wurde auch in den Genomen anderer Lebensformen einschließlich des Menschen festgestellt. Die zentrale Rolle des Gens für das Überleben des E. coli hat jetzt die Aufmerksamkeit auf sich gezogen, weil es auch eine Rolle in der menschlichen Entwicklung spielen könnte. "Dass diese Gene, die in E. coli entscheidend sind, auch in den Genomen anderer Arten vorkommen, zeigt uns, dass sie tatsächlich sehr wichtig sind", sagte Tracy Palmer von der University of Dundee im Vereinigten Königreich. "Eines der Gene ist auch im menschlichen Genom vorhanden, was die ganze Sache besonders interessant macht. Was diese Gene nun tatsächlich bewirken, ist immer noch ein Geheimnis, aber was es auch immer sein mag, es muss sehr wichtig sein." Die Ergebnisse einiger der im Rahmen der Studie durchgeführten Versuche weisen darauf hin, dass yjeE, yeaZ und ygjD sich auf die Antwort von E. coli-Zellen auf verschiedene Botschaften auswirken, die ihnen sagen, wann sie sich teilen müssen, sagte Professor Palmer. "Sollten sie auch beim Menschen dieselbe Funktion haben, dann könnten Veränderungen in diesem Gen leicht zu Entwicklungsstörungen oder Krebs führen", erklärte sie. Die Ergebnisse dieser Studie sind auch bei der Klärung der Frage hilfreich, weshalb sich diese drei Proteine in den Genomen fast aller Bakterien finden lassen und weshalb sie alle für das Wachstum entscheidend sind, da sie alle auf demselben Zellpfad interagieren. Die Autoren hoffen, dass künftige Studien weitere Einblicke in die spezifischen Zellprozesse liefern werden, die von diesen drei Proteinen gesteuert werden. "Diese Arbeit ist ein gutes Beispiel dafür, dass sich viele mögliche Forschungswege öffnen, wenn man über die Sequenz eines Genoms verfügt", bemerkte Douglas Kell vom Forschungsrat für Biotechnologie und Biowissenschaften (Biotechnology and Biological Sciences Research Council) des Vereinigten Königreichs, der die Forschungsmittel zur Verfügung gestellt hatte. "Sie zeigt auch deutlich, welchen Wert ein geordneter Ansatz für den Zugriff und die Verwendung der genetischen Informationen haben kann. Forschung, die sich darauf konzentriert, die Verwendung von Genomsequenzen möglichst weit auszuschöpfen, wird sicherlich auch schneller neue Informationen entdecken, die gesellschaftlich und wirtschaftlich wichtig sind."
Länder
Kanada, Vereinigtes Königreich, Vereinigte Staaten