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3D organization of yeast MAP-kinase modules

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Erforschung von Signalübertragung in Zellen

Die Erforschung der Signalübertragung zwischen Zellen könnte neues Licht auf Prozesse in komplexen biologischen Systemen werfen, um Krankheitsursachen zu ergründen und Therapien zu entwickeln.

Gesundheit

Der Körper besteht aus vielen Milliarden von Zellen unterschiedlichster Funktion. Zellen können in zwei Arten eingeteilt werden: in einfach aufgebaute prokaryotische Zellen wie etwa Bakterien, und in komplexe eukaryotische Zellen, zu denen beispielsweise Amöben oder Hefezellen zählen. In eukaryotischen Zellen übertragen unzählige Signalwege Informationen von der Plasmamembran (äußere Zellhülle) zum Nukleus (Zellkern mit DNA). Aufgrund der Vielzahl der Signalwege innerhalb einer Zelle ist es kaum möglich, vorherzusagen, welcher Stimulus welche Reaktion bewirkt. Und doch ist es wichtig, diese spezifischen Signalwege zu kennen, um biologische Prozesse bzw. Krankheitsursachen zu verstehen und entsprechende Therapien zu entwickeln. Das EU-finanzierte Projekt MAPK MODULES (3D organisation of yeast MAP-kinase modules) untersucht intrazelluläre Signalsysteme in Hefezellen und soll dazu beitragen, die Mechanismen und Funktionsweisen eukaryotischer Zellen zu erforschen. Wie die Forschungen der letzten 10 Jahren gezeigt haben, werden Signalwege über spezifische Proteine gesteuert - so genannte Gerüstproteine - die die Bindung an andere Proteine eines Signalweges vermitteln, damit diese als Proteinkomplex fungieren. In Hefe- wie auch Säugerzellen wurden bereits mehrere dieser Gerüstproteine für MAP-Kinase-Module identifiziert, das Projekt wird nun Aufschluss liefern über den spezifischen Mechanismus in den Gerüstmolekülen, der diese Signalübertragung physisch kontrolliert. Mit modernsten Methoden aus der Röntgenkristallographie, Elektronen-Kryomikroskopie und Bioinformatik sollen diese spezifischen Mechanismen in umfangreichen Labortests untersucht werden. Das Projektteam identifizierte bereits Hunderte von Signalproteinen in eukaryotischen Zellen, was für die künftige medizinische Forschung von enormer Bedeutung sein wird. Mit dem erfolgreichen Abschluss des Projekts können neueste Erkenntnisse zu internen Prozessen in eukaryotischen Zellen die biologische und medizinische Entwicklung in vielerlei Hinsicht beflügeln.

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