CHEMIE
Ein Blick in die «Geburtsstube» der Ribosomen
Baugerüst und Spezialarbeiter
Modell der kleinen ribosomalen Untereinheit bei ihrer «Geburt».
Mit ihren Forschungen am Modellorganismus der Bäckerhefe entdeckten die Biochemikerinnen und Biochemiker der Universität Heidelberg in Zusammenarbeit mit Kollegen der Ludwig-Maximilians-Universität München eine Schale, welche die kleinere der beiden Untereinheiten bei ihrer Entstehung umschliesst. Die Forschungsergebnisse könnten zu einem besseren Verständnis von Ribosomopathien beitragen – Krankheiten, die durch Fehler bei der Ribosomen-Herstellung verursacht werden. Auch für die Krebsforschung erhoffen sich die Wissenschaftler positive Effekte, da einige Medikamente auch bei der Biogenese von Ribosomen ansetzen.
Relativ kompakt Bereits vor 15 Jahren stiess das Forschungsteam um Professor Ed Hurt vom
Biochemie-Zentrum der Universität Heidelberg auf die früheste bekannte ribosomale Vorstufe, das 90S Prä-Ribosom. Um herauszufinden, welche Funktion dieses riesige Vorläufer-Partikel bei der Ribosomen-Entstehung übernimmt, isolierte Markus Kornprobst die Prä-Ribosomen aus der Bäckerhefe, um ihren Aufbau zu analysieren. «Dabei haben wir entdeckt, dass diese Vorstufe ein grosses schalenförmiges Modul trägt, das nach getaner Arbeit von der Zelle recycelt wird», sagt Markus Kornprobst aus dem Team von Professor Hurt. «Das relativ kompakte Erscheinungsbild des 90S Prä-Ribosoms hat uns auf die Idee gebracht, dass diese Schale zusammen mit weiteren Faktoren die kleinere der beiden ribosomalen Untereinheiten bei ihrer Entstehung umschliesst, um so in geschützter Umgebung den reibungslosen Zusammenbau des Partikels zu ermöglichen.» Diese Vermutung konnte in Zusammenarbeit mit dem Münchner Team von Professor Roland Beckmann mit Hilfe der Cryo-Elektronenmikroskopie bestätigt werden.
Manche mögen’s heiss Dazu isolierte Nikola Kellner, die ebenfalls Mitglied im Hurt-Labor ist, 90S Prä-Ribosomen aus einem hitze-liebenden Pilz. «Diese sind stabiler und damit besser für
Bild: Wikipedia
Bilder: BZH/Jochen Bassler
Eine Art Baugerüst, auf dem Spezialarbeiter am Werk sind, hilft beim Herstellungsprozess einer der beiden Untereinheiten, aus denen ein Ribosom – die Protein-Fabrik der Zelle – besteht. Das haben Biochemiker der Universität Heidelberg herausgefunden, nachdem ihnen ein Blick in die «Geburtsstube» der Ribosomen gelungen ist.
Grosse (rot) und kleine (blau) Untereinheiten formen das Ribosom, die Protein-Fabrik der Zelle.
die weiteren Analysen geeignet als 90S Prä-Ribosomen aus anderen Organismen», erklärt Nikola Kellner. Mittels Cryo-Elektronenmikroskopie konnte schliesslich die Struktur dieses thermostabilen 90S Prä-Ribosoms bis auf unter einen Nanometer Auflösung ermittelt werden. «Die 90S-Faktoren bilden in der Tat ein riesiges zusammenhängendes Netzwerk, das wie ein Gerüst um die entstehende kleine Untereinheit herum aufgebaut ist, ähnlich wie bei einem Hochhaus, an dem Spezialarbeiter mit ihren verschiedenen Werkzeugen tätig sind», erläutert Ed Hurt. Originalpublikation Markus Kornprobst, Martin Turk, Nikola Kellner, Jingdong Cheng, Dirk Flemming, Isabelle Koš-Braun, Martin Koš, Matthias Thoms, Otto Berninghausen, Roland Beckmann, Ed Hurt: «Architecture of the 90S Pre-ribosome: A Structural View on the Birth of the Eukaryotic Ribosome»; Cell; 2016.
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