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Neues Mosaik aus alten Steinen

Dass in der Wissenschaft manchmal auch der Zufall eine Rolle spielt, haben die Forscher am Biozentrum unlängst erfahren dürfen. Aufgrund neuer Ergebnisse konnten Doz. Ilja Vietor und Prof. Lukas Huber von der Sektion für Zellbiologie einen Zellmechanismus aufklären, der auch Bedeutung bei der Entstehung von Krebs haben könnte. Die Daten dazu hatten sie schon vor Jahren gesammelt, doch erst jetzt konnten sie die einzelnen Steine zu einem Mosaik zusammenfügen.

Der Wnt-Signalweg ist einer von mehreren Signalwegen, durch den Zellen auf äußere Signale reagieren können. Die Bezeichnung Wingless-type (Wnt) geht auf Beobachtungen der Fruchtfliege „Drosophila melanogaster“ zurück, wo Mutationen im wnt-Gen zu einer flügellosen Variante der Fliege führen. An der Signaltransduktion des Wnt-Signalweges sind zahlreiche Proteine beteiligt. Störungen können die Zellentwicklung außer Kontrolle bringen und damit die Ursache für die Entartung der Zellen sein. Doz. Ilja Vietor und Prof. Lukas Huber haben schon in ihrer Zeit am Wiener IMP das Gen TIS7 untersucht, dem eine wichtige Rolle im Wnt-Signalweg zukommt. Allerdings konnten sie damals die genaue Funktion noch nicht klären, und die Befunde landeten in der Schublade. In der Zwischenzeit lieferten weitere Experimente neue Daten. „Plötzlich haben wir verstanden, dass der Prozess nicht über eine Protein-Protein-Interaktion abläuft“, erklärt Lukas Huber. „Durch die neuen Daten fielen die Steine anders, und wir konnten nun das richtige Bild erkennen.“ Die Ausdauer hat sich bezahlt gemacht, denn die Forscher konnten jetzt beweisen, dass die Regulation über ein Netzwerk von Genen abgeschaltet wird.

Mechanismus beschrieben

Aus früheren Arbeiten wussten die Innsbrucker Zellbiologen, dass die Proteinprodukte der Gene TIS7 und SKMc15 im Prozess der Zelldifferenzierung eine bedeutende Rolle spielen. In Zellexperimenten konnten sie zeigen, wie TIS7 die Expression von anderen Genen reguliert. Nun ist es erstmals gelungen, den dahinter liegenden Mechanismus aufzudecken. Mit beteiligt an der Regulation sind Histondeacetylasen, die die Expression der beta-Catenin Targetgene Osteopontin (OPN) und c-Myc ausschalten. Auf diese Weise reguliert die Aktivität von TIS7 die Proliferation der Zelle. Mit drei Mausmodellen wollen die Forscher nun die Rolle der beiden Gene, TIS7 und SKMc15, genauer charakterisieren. In den genetisch veränderten Mäusen wurden die Gene einzeln und in Kombination selektiv entfernt. Mit den aus den Mäusen isolierten embryonalen Fibroblasten stehen den Wissenschaftlern besonders reine Modellsysteme zur Verfügung. Bisherige Studien haben gezeigt, dass TIS7 auch in der Regeneration nach Verletzungen von Muskeln und Nervenzellen eine Rolle spielt.

Die aktuelle Arbeit entstand in Kooperation mit Gerald Brosch von der Sektion für Molekularbiologie, der ein spezielles Substrat für die Messung der Aktivität der Histondeacetylasen zur Verfügung stellte. Unterstützt wurde die Studie vom FWF, dem Swarovski-Fonds, der Nationalbank sowie im Rahmen des SFB-021, GEN-AU und der Proteomik-Plattform APP.