Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat eine neue Emmy-Noether-Gruppe an der Philipps-Universit\u00e4t bewilligt. Sie erforscht, wie molekulare Spezifit\u00e4t zustande kommt.
\nWie passen viele Signale durch wenige Kan\u00e4le? Eine neue Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe an der Philipps-Universit\u00e4t erforscht, wie eine begrenzte Anzahl von G-Proteinen eine gro\u00dfe Vielfalt an zellul\u00e4ren Reaktionen ausl\u00f6sen kann. Der Pharmakologe Dr. Hannes Schihada erh\u00e4lt f\u00fcr zwei dreij\u00e4hrige F\u00f6rderperioden 1,9 Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), um seine Forschungsgruppe aufzubauen.
\nUm Reize aus der Umgebung aufzunehmen, verf\u00fcgen Zellen \u00fcber Rezeptoren auf ihrer Oberfl\u00e4che. Diese Rezeptoren geben die Reize von au\u00dfen an Molek\u00fcle im Zellinneren weiter, die das Signal wiederum kaskadenartig weiterreichen, um eine angemessene Reaktion der Zelle auszul\u00f6sen. Fachleute sprechen dabei von „Signalweiterleitung“ oder „-transduktion“.
\nZu den bekanntesten Molek\u00fclen in solchen Signalketten z\u00e4hlen G-Proteine. Eine gro\u00dfe Anzahl von Rezeptoren leitet ihr Signal \u00fcber G-Proteine weiter, weshalb man von „G-Protein-gekoppelten Rezeptoren“ oder „GPCR“ spricht. „Mehr als 30 Prozent der zugelassenen Medikamente zielen auf solche Rezeptoren“, erkl\u00e4rte Gruppenleiter Schihada.
\nMan kennt mehr als 800 solcher Rezeptoren, die unterschiedlichste Reize aufnehmen. Ihnen stehen bedeutend weniger G-Proteine gegen\u00fcber, die Signale weiterleiten. Wie k\u00f6nnen diese wenigen G-Proteine die Vielfalt der Reize in eine ebenso gro\u00dfe Zahl an spezifischen Reaktionen der Zelle \u00fcberf\u00fchren?
\nBisher wei\u00df man von G-Proteinen, dass sie ihre r\u00e4umliche Gestalt \u00e4ndern, wenn sie vom inaktiven in den aktiven Zustand \u00fcbergehen und umgekehrt, „wie bei einer Schere, die man erst aufklappt, um mit ihr zu schneiden“, erl\u00e4uterte Schihada. Die Fachleute sprechen von einer „Konformations\u00e4nderung“, die zum Beispiel dazu dient, dass ein Protein ein anderes Molek\u00fcl in sich aufnehmen kann. „Nach dem bislang g\u00e4ngigen Konzept kennen G-Proteine zwei Zust\u00e4nde“, sagte der Wissenschaftler: „an und aus“!
\nDer Pharmakologe legt seiner Nachwuchsgruppe eine andere These zugrunde. Schihada erkl\u00e4rte: „Es gibt unterschiedliche ,an‘-Zust\u00e4nde, die eine Vielzahl an Signalen erm\u00f6glichen; dadurch kommt deren Spezifit\u00e4t zustande. Analog zu einer Lampe, die nicht nur an- oder ausgeschaltet sein kann, sondern sogar in unterschiedlichen Farben leuchten kann.“
\nUm die vermutete Zustandsvielfalt zu erforschen, setzt Schihada auf die Entwicklung von Sensorsystemen in lebenden Zellen. Daf\u00fcr nutzt der Pharmakologe Farbstoffe, die er an das zu untersuchende Molek\u00fcl koppelt. Um im Bild der Schere zu bleiben: Der Farbstoff wird mit dem Gelenkteil des Proteins verbunden. Je nachdem, in welchem Zustand es sich befindet, leuchtet es st\u00e4rker oder schw\u00e4cher. Ziel ist eine Charakterisierung der Proteine durch Ausmessung mit verschiedenen Sensoren: ein „Fingerabdruck“ der G-Proteine.
\n„Ich habe in meiner bisherigen Forschungsarbeit schon viel Erfahrung mit der Entwicklung von Sensoren gesammelt“, berichtete Schihada. „Wir haben eine Handvoll solcher Sensoren entwickelt, wenngleich nicht mit dem Fokus auf G-Proteinen, sondern auf die vorgeschalteten Rezeptoren.“
\nSchihada geh\u00f6rt derzeit als Postdoc-Stipendiat der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter Kolb am Institut f\u00fcr Pharmazeutische Chemie der Philipps-Universit\u00e4t an. Der Oberpf\u00e4lzer studierte Pharmazie in Regensburg, wo er das Staatsexamen der Pharmazie erwarb und zum Apotheker approbiert wurde. Im Jahr 2019 erlangte er seinen naturwissenschaftlichen Doktorgrad an der Universit\u00e4t W\u00fcrzburg, anschlie\u00dfend verbrachte er einen zweieinhalbj\u00e4hrigen Forschungsaufenthalt am Karolinska-Institut in Stockholm.
\nDas Emmy-Noether-Programm er\u00f6ffnet Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftlern wie Schihada die M\u00f6glichkeit, sich durch die eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe \u00fcber einen Zeitraum von sechs Jahren f\u00fcr eine Hochschulprofessur zu qualifizieren. F\u00fcr das neue Marburger Team sind eine Postdoktorandenstelle sowie drei Doktorandenstellen vorgesehen.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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