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Heimische Forscher helfen Genom zu entschlüsseln

Von Barbara Ottawa

Wissen

Fünf Mitarbeiter eines Labors des Instituts für Gefäßbiologie der Universität Wien haben vor kurzem die Sequenz eines Proteins im menschlichen Körper entdeckt, das im Immunsystem vorkommt. Diese Erkenntnisse könnten einen weiteren Beitrag zur Entschlüsselung des menschlichen Genoms liefern.


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Das Protein wird nur in Zellen des Immunsystems exprimiert, also hergestellt. "Daraus lässt sich schließen, dass es eine Funktion in der Steuerung des menschlichen Abwehrsystems hat", erklärt Sophia Derdak, eine der Mitarbeiterinnen in dem Wiener Labor in der Brunner Straße, der "Wiener Zeitung".

Welche Funktion es hat, wird erst nach etlichen weiteren Tests bekannt werden, und das kann noch etwa ein bis zwei Jahre dauern. Einige Mitarbeiter des Labors sind sich aber einig, dass die Entdeckung dieses Proteins einen wichtigen Schritt in der Erforschung des Menschen bedeutet.

Das Protein sitzt in der Zellmembran. Das heißt, es hat einen Empfänger außerhalb der Zelle und leitet Informationen in die Zelle hinein. In weiteren Tests muss nun erforscht werden, was von dem Protein außerhalb der Zelle gebunden wird und welche Informationen es an die Zelle weitergibt. Bestimmte Rezeptoren zum Beispiel beauftragen die Zelle, Fremdkörper, die sie erkannt haben, zu fressen.

Patentiert ist die Sequenz von den heimischen Forschern noch nicht: "In Europa, anders als in den USA, kann man ein Patent auf ein Gen erst anmelden, wenn man die Funktion, nicht aber wenn man vorerst nur die Sequenz kennt", erläutert Derdak. Die Finanzierung dieses und ähnlicher Projekte erfolgt durch die Universität Wien, über Sponsoringverträge und diverse Forschungsfonds. Hierzulande werden solche Projekte eher selten von Firmen unterstützt, da sich der wirtschaftliche Nutzen erst spät feststellen lässt. Anders in den Vereinigten Staaten und etlichen anderen Ländern, wo das Geschäft mit den Genen und Gensequenzen rollt.

Insgesamt ist man schon relativ weit mit der Entschlüsselung des menschlichen Genoms, unseres Bauplanes. Mit der Entdeckung dieser Proteinsequenz haben heimische Forscher wieder einmal bewiesen, dass auch die österreichische Forschung international mithalten kann.

Wie findet man eine solche Proteinsequenz?

In jeder der 100 Billionen Körperzellen eines Menschen ist das Genom gespeichert. Im Zellkern steckt in 46 Chromosomen die Erbsubstanz Desoxyribonukleinsäure (DNS) - auf englisch DNA, wobei das A für acid, also Säure steht. Sie hat die Form einer Doppelhelix und besteht aus vier Bausteinen Adenin (A), Cytosin (C), Thymin (T), Gymin (G), die chemisch gesehen Basen genannt werden.

Der menschliche Bauplan besteht aus einer Abfolge von mehr als drei Milliarden dieser Buchstaben. Je drei bilden eine Aminosäure, der ein Protein zugeordnet werden kann. Die Regulation der Gene bestimmt, welche Arten von Proteinen eine Zelle synthetisiert, also produziert. Dadurch wird die Funktion der Zelle bestimmt.

In den Labors werden menschliche Zellen - z. B. aus abgetrennten Nabelschnüren - gezüchtet. Aus den Zellen wird dann die Ribonukleinsäure (RNS) entnommen, eine einsträngige "Version" der DNS, und auf ein Gel aufgetragen.

Durch radioaktive Markierung lässt sich feststellen, wo auf dem Gel und daher auf der RNS eine Gensequenz vorkommt. Auf Aufnahmen sind die Sequenzen als schwarze Flecken zu sehen. Diese Teile werden dann näher untersucht.

In Dreiergruppen angeordnet codieren die Basen eine mögliche Proteinsequenz. Am Anfang einer solchen Sequenz steht meist die Basen-Kombination ATG und beendet wird die Sequenz meist mit TGA.

Dann wird die Sequenz, von der angenommen wird, dass sie zu einem Protein gehört, in einen Vektor, ein künstliches regulierbares Element aus einer Bakterienzelle, eingebaut, vermehrt und danach wieder in eine menschliche Zellkultur eingepflanzt, um ihre Wirkung zu untersuchen.

"Die Anfangsarbeit ist manchmal frustierend", seufzt Derdak. Man kann Gene entdecken, die zum Beispiel nur in der Maus eine wichtige Funktion haben, im Menschen aber nicht "mehr funktionell" sind.