Europäische Fördergelder für Spitzenforscher

©Irene Böttcher-Gajewski
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Im harten Wettbewerb um europäische Fördergelder haben sich auch in diesem Jahr Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie durchgesetzt: Die Biochemikerin Marina Rodnina und der Neurobiologe Reinhard Jahn.

Marina Rodnina untersucht die Funktionsweise von Ribosomen – die Proteinfabriken lebender Zellen. Proteine sind als „molekulare Arbeiter“ an praktisch allen Vorgängen in lebenden Zellen beteiligt. Das Ribosom stellt ein solches Protein her, indem es streng nach Bauanleitung bestimmte Aminosäuren miteinander zu einer langen Kette verknüpft. Doch erst, wenn diese Aminosäurekette in ihre korrekte dreidimensionale Struktur gefaltet ist, ist das Protein funktionsfähig. Läuft bei diesem Prozess etwas schief, können die Auswirkungen fatal sein: Fehler in der Proteinfaltung sind die Ursache vieler Krankheiten, darunter Alzheimer, Parkinson und andere neurodegenerative Erkrankungen.

„Es gibt noch eine große Lücke in unserem Wissen, wie die neu hergestellten Proteine ihre Funktionsfähigkeit erreichen“, berichtet Rodnina. „Die Faltung vieler zellulärer Proteine beginnt bereits, während das Ribosom noch dabei ist, deren Aminosäureketten zusammenzusetzen. Wir möchten in Echtzeit untersuchen, wann, wo und wie sich Proteine am Ribosom falten. Dazu hat mein Team in der Vergangenheit erfolgreich innovative Ansätze etabliert und ist hochmotiviert, diese weiterzuentwickeln. Darüber hinaus möchten wir mehr darüber lernen, wie ‚Störfälle‘ in der Proteinfabrik vermieden werden. Speziell interessiert uns hierbei, wie die Geschwindigkeit, mit der das Ribosom ein Protein herstellt, die Qualität von dessen Faltung beeinflusst. Das vom ERC bereitgestellte Geld hilft uns sehr, um hier wichtige Wissenslücken zu schließen.“

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Reinhard Jahn erforscht mit seinem Team, wie Nervenzellen miteinander kommunizieren. Um „Nachrichten“ mit anderen Nerven- oder Muskelzellen auszutauschen, werden Signale über spezielle Botenstoffe verschickt. Portionsweise verpackt liegen diese in kleinen Membranbläschen – synaptischen Vesikeln – im Inneren der Nervenzelle bereit. Wenn elektrische Signale anzeigen, dass eine Nachricht übermittelt werden soll, verschmelzen einige synaptische Vesikel der sendenden Zelle mit der Zellmembran und entleeren ihre Botenstoffe nach außen. Die empfangende Zelle nimmt das Signal auf und reagiert nach „Anweisung“, die je nach Botenstoff ganz unterschiedlich ausfällt.

„Uns interessiert, wie die synaptischen Vesikel in nur wenigen Sekunden mit großen Mengen von Botenstoffen beladen werden, denn mehr Zeit bleibt nicht, da es sonst zu Problemen bei der Signalübertragung kommt. Zudem möchten wir verstehen, wie chemisch ganz unterschiedliche Botenstoffe aufgenommen werden können, und das sogar gelegentlich von demselben synaptischen Vesikel. Nicht zuletzt wollen wir herausfinden, wie viel Botenstoff ein synaptisches Vesikel maximal aufnehmen kann und aufklären, warum die Botenstoffe aus den Vesikeln nicht unkontrolliert wieder ausströmen“, erklärt Jahn. „Diese Fragen sind von zentraler Bedeutung für unser Verständnis der Signalübertragung, wurden aber bislang eher vernachlässigt. Ich freue mich sehr, dass meinem Team und mir durch den ERC Grant nun die finanziellen Mittel bereitstehen, diese spannenden Fragen anzugehen.“