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Einzigartiger "Schaltplan" für Proteine des Menschen
Vorherige Nächste(idw). Für den Aufbau eines einzigartigen "Schaltplans", der erstmals gezeigt hat, wie tausende von Proteinen des Menschen, die Baustoffe und Maschinen des Lebens, miteinander wechselwirken, erhält ein Forschungsteam um Prof. Erich E. Wanker vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch den Erwin-Schrödinger-Preis. Die mit 50 000 Euro dotierte Auszeichnung wurde den Forschern am 11. September überreicht.
Wechselwirkungen zwischen Proteinen sind für das Verständnis von Krankheitsmechanismen und für die Entwicklung neuer Medikamente von großem Interesse. Weiter können Forscher mit ihrer Hilfe krankheitsrelevante Gene aufspüren. Nach Auffassung der Jury bringt das Netzwerk der Protein-Protein-Wechselwirkungen einen "bedeutenden Erkenntnisfortschritt" für die Forschung. Weiter würdigte sie, dass an dem Projekt Forscher aus unterschiedlichen Disziplinen wie der Molekularbiologie, Biotechnologie, Informatik sowie der Ingenieurwissenschaften und aus verschiedenen Forschungseinrichtungen gearbeitet haben. Den Forschern war es gelungen eine Karte aufzubauen, auf der 3200 Proteinwechselwirkungen zwischen 1700 Proteinen dargestellt sind. Außerdem konnten sie 195 Proteine und ihre Kooperationspartner identifizieren, die mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht werden und 342 bisher nicht charakterisierte Proteine bekannten Signalwegen zuordnen.
Die umfangreichen Untersuchungen zu menschlichen Proteinwechselwirkungen waren nur mit einer speziell entwickelten Technik möglich, dem sogenannten automatisierten Hefe-2-Hybrid-System. Bei dieser Methode werden Hefezellen eingesetzt, um die Bindungspartner der Proteine zu identifizieren. "Was früher mühsam mit der Hand durchgeführt werden musste, wird jetzt durch ein Robotersystem blitzschnell abgearbeitet" erklärt Wanker. "Wir hätten es sonst niemals geschafft, über 25 Millionen einzelne Experimente durchzuführen, um zu überprüfen, ob bestimmte Proteinpaare miteinander zusammenarbeiten. Wir haben den Grundstein dafür gelegt, dass jetzt sozusagen ein Schaltplan unseres Körpers erstellt werden kann. Die Karte hilft uns, die Funktionen der Proteine aufzuklären und die komplexen Vorgänge in unseren Zellen zu verstehen", erläutert Prof. Wanker, der die Studie geleitet hatte. Ihre Ergebnisse hatten die Forscher 2005 in der Fachzeitschrift Cell publiziert. Die Roboterstudie ergänzten die Wissenschaftler inzwischen um ein großes Datenbankprojekt zu Proteinwechselwirkungen. Darin stellen sie ihre eigenen Ergebnisse Forscherkollegen zur Verfügung.
Die Megadatenbank enthält aber auch von anderen Forschern erstellte Datensätze zu Proteinwechselwirkungen. Auf all diese Informationen können Wissenschaftler weltweit kostenlos zugreifen. "Trotzdem, wir haben erst einen Bruchteil der Protein-Protein-Wechselwirkungen erfasst", sagt Prof. Wanker.
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Wechselwirkungen zwischen Proteinen sind für das Verständnis von Krankheitsmechanismen und für die Entwicklung neuer Medikamente von großem Interesse. Weiter können Forscher mit ihrer Hilfe krankheitsrelevante Gene aufspüren. Nach Auffassung der Jury bringt das Netzwerk der Protein-Protein-Wechselwirkungen einen "bedeutenden Erkenntnisfortschritt" für die Forschung. Weiter würdigte sie, dass an dem Projekt Forscher aus unterschiedlichen Disziplinen wie der Molekularbiologie, Biotechnologie, Informatik sowie der Ingenieurwissenschaften und aus verschiedenen Forschungseinrichtungen gearbeitet haben. Den Forschern war es gelungen eine Karte aufzubauen, auf der 3200 Proteinwechselwirkungen zwischen 1700 Proteinen dargestellt sind. Außerdem konnten sie 195 Proteine und ihre Kooperationspartner identifizieren, die mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht werden und 342 bisher nicht charakterisierte Proteine bekannten Signalwegen zuordnen.
Die umfangreichen Untersuchungen zu menschlichen Proteinwechselwirkungen waren nur mit einer speziell entwickelten Technik möglich, dem sogenannten automatisierten Hefe-2-Hybrid-System. Bei dieser Methode werden Hefezellen eingesetzt, um die Bindungspartner der Proteine zu identifizieren. "Was früher mühsam mit der Hand durchgeführt werden musste, wird jetzt durch ein Robotersystem blitzschnell abgearbeitet" erklärt Wanker. "Wir hätten es sonst niemals geschafft, über 25 Millionen einzelne Experimente durchzuführen, um zu überprüfen, ob bestimmte Proteinpaare miteinander zusammenarbeiten. Wir haben den Grundstein dafür gelegt, dass jetzt sozusagen ein Schaltplan unseres Körpers erstellt werden kann. Die Karte hilft uns, die Funktionen der Proteine aufzuklären und die komplexen Vorgänge in unseren Zellen zu verstehen", erläutert Prof. Wanker, der die Studie geleitet hatte. Ihre Ergebnisse hatten die Forscher 2005 in der Fachzeitschrift Cell publiziert. Die Roboterstudie ergänzten die Wissenschaftler inzwischen um ein großes Datenbankprojekt zu Proteinwechselwirkungen. Darin stellen sie ihre eigenen Ergebnisse Forscherkollegen zur Verfügung.
Die Megadatenbank enthält aber auch von anderen Forschern erstellte Datensätze zu Proteinwechselwirkungen. Auf all diese Informationen können Wissenschaftler weltweit kostenlos zugreifen. "Trotzdem, wir haben erst einen Bruchteil der Protein-Protein-Wechselwirkungen erfasst", sagt Prof. Wanker.
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