Zwei österreichische Forscherteams, eines an der Universität Salzburg unter Leitung von Lore Breitenbach-Koller und eines der Universität für Bodenkultur unter Leitung von Johannes Grillari und Markus Schosserer, haben herausgefunden, dass eine kleine Änderung an den Ribosomen, den molekularen Maschinen für die Proteinsynthese, zu einer Umprogrammierung dieser Proteinsynthese führt, sodass Fruchtfliegen, Fadenwürmer und Bierhefe länger leben.

Diese Studie unter Beteiligung mehrerer Partner im In- und Ausland wurde soeben im renommierten Wissenschaftsjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.

Markus Schosserer und Johannes Grillari vom Department für Biotechnologie der Universität für Bodenkultur Wien haben diese Studien initiiert. Dabei haben sie das wenig erforschte Gen NSUN5 ausgeschaltet, sodass in allen höheren Zellen ein einziger von tausenden Bausteinen des Ribosoms nicht mehr verändert werden kann.

Lore Breitenbach-Koller hatte mit ihrer Gruppe bereits in Kooperation mit Johann W. Bauer vom EB-Haus Austria, der Salzburger Forschungsstätte für die Schmetterlingskinder, gezeigt, dass  „spezialisierte“ Ribosomen erzeugt werden können. Hier allerdings durch Veränderungen  an anderen Bausteinen, den ribosomalen Proteinen. Dabei wurden fast alle zellulären  Aufgaben weiter erfüllt, aber manche Proteine wurden bevorzugt vermehrt oder vermindert produziert. So konnten die Salzburger Forscher für eine Form der Krankheit der Schmetterlinsgkinder ein ribosomales Protein identifizieren, das zur Reparatur des kranken Proteins eingesetzt werden kann. Das ist von zentralem Interesse für neue Therapieansätze von seltenen und häufigen  Krankheiten, wo die Synthese eines bestimmten Proteins korrigiert werden muss.

Die gemeinsame Expertise der Wiener Forscher,  der Salzburger Teams von Michael Breitenbach und Mark Rinnerthaler in der Alternsforschung und der Forschung an „spezialisierten“ Ribosomen durch die  Gruppe Breitenbach-Koller ermöglichte den sensationellen Befund,  dass NSUN5 ein Set von  Proteinen im oxidativen  Stress reguliert. Und zwar so, dass der Ausfall von NSUN 5 die Lebenszeit aller getesteter Zelltypen verlängert. Das heißt, es gibt ein zelluläres Programm, das mittels veränderter Proteinsynthese vor oxidativem Stress schützt.

Diese Ergebnisse führen zusammen mit Ergebnissen aus anderen Labors weltweit zu einem Paradigmenwechsel im Verständnis von möglichen Eingriffen auf zellulärer Ebene im Alterungsprozess und für neue Therapieformen zur Behandlung humaner Erkrankungen. Wie kann man sich das vorstellen? NSUN5 ist  für die Veränderung eines einzigen Bausteins der ribosomalen RNA verantwortlich. Und eine solche Änderung schafft ein spezialisiertes Ribosom, das nun bestimmte Proteine besser synthetisieren kann. Die Salzburger und Wiener Forscher haben  nun NSUN5 künstlich ausgeschaltet und damit diese Veränderung verhindert. Die Salzburger Forscher arbeiten bereits in Kooperation mit dem  EB-Haus Austria  an  Versuchen zu anderen gezielten Veränderungen der Proteinsynthese. Die gemeinsame Forschungsexpertise der Salzburger und Wiener Teams  wird nun dazu verwendet, um die Auswirkungen von Ein- und Ausschalten von NSUN5 auf die Proteinsynthese genau zu charakterisieren.

Auch wenn der Weg von einfachen Modellorganismen zu einer Anwendung im Menschen noch weit ist, sehen beide Wissenschaftsteams dennoch in ihren Forschungsergebnissen hohes Potenzial, um in Zukunft Alterungserscheinungen, altersbedingte und andere Krankheiten, wie etwa seltene genetische Erkrankungen der Schmetterlingskinder, zu behandeln.

Ao.Univ.-Prof. Dr. Hannelore Breitenbach-Koller
Fachbereich Zellbiologie
Universität Salzburg
Hellbrunnerstr. 34
Tel: +43 662 8044-5767