Neue Heilungschancen bei Mitochondriopathien
In jeder Zelle befinden sich Mitochondrien, d.h. kleine spezialisierte Kraftwerke, die die erforderliche Energie für viele zelluläre Prozesse wie etwa die Signaltransduktion bereitstellen. Die Anzahl der Mitochondrien in der Zelle ist der jeweiligen Funktion und dem zellulären Energiebedarf angepasst. Auch der Transport der Mitochondrien selbst ist ein energieaufwändiger Prozess und wird durch die zwei zellulären Motorproteine Dynein und Kinesin gesteuert, die sich an die Mitochondrie anheften und sie am Zytoskelett der Zelle entlangziehen. Das EU-finanzierte Projekt DROMIT sollte nun klären, welche Faktoren den Mitochondrientransport in Nervenzellen beeinflussen, und untersuchte hierzu primäre Neuronen aus dem Puppenstadium der Fruchtfliege Drosophila melanogaster. Die Mitochondrien in diesem Modell wurden mit GFP (grün fluoreszierendem Protein) markiert, um sie mikroskopisch sichtbar zu machen. Experimentell demonstrierte DROMIT, dass Geschwindigkeit und Distanz des mitochondrialen Transports im neuronalen Zellkörper größer sind als bei Neuriten, was nahe legt, dass der Transport ortsabhängig und in begrenzten Räumen wie Neuriten verlangsamt ist. Die biochemischen Mechanismen dieser Verlangsamung sollen nun erforscht werden, um Einblicke in deren molekulare Prozesse zu gewinnen und in künftigen Studien auch mögliche Zusammenhänge zu neurodegenerativen Erkrankungen und Mitochondriopathien wie der Charcot-Marie-Tooth-Krankheit herzustellen. Ein weiterer Projektabschnitt von DROMIT untersuchte, wie Mutationen im sesB-Gen (stress-sensitive b), das für den mitochondrialen ATP-ADP (Adenosindiphosphat)-Transporter kodiert, die globale Genexpression beeinflussen. SesB ist ein Homolog des menschlichen Gens ANT1, dessen Mutation Ursache der autosomal-dominanten Erbkrankheit Progressive externe Ophthalmoplegie ist. Mutante Fliegen können nur den Stoffwechselprozess Glykolyse durchführen und sind unfruchtbar und stressempfindlich. Diese Phänotypen lassen sich zum einen durch genetische Manipulation der mitochondrialen DNA, zum anderen durch Steigerung der mitochondrialen Biogenese verändern. Dies gilt nun als möglicher Lösungsansatz zur Behandlung mitochondrialer Myopathien und anderer menschlicher Erkrankungen, die auf eine ANT1-Defizienz zurückgehen.
Schlüsselbegriffe
Mitochondriopathien, Mitochondrien, Zellprozesse, Drosophila melanogaster, sesB
