Zellbiologen der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF) haben jetzt die Funktion eines Proteins in Säugetierzellen
aufgeklärt, das verschiedene Krankheitserreger bei einer Infektion missbrauchen. Mit Hilfe speziell gezüchteter Mäuse erforschen
sie den Protein-Dialog, der sich während einer bakteriellen Infektion zwischen Wirtszelle und Erreger entspinnt. Maßgeblich für den
wissenschaftlichen Erfolg war eine Zusammenarbeit mit dem Institut für
Genetik an der Universität Köln. Silvia Lommel, Stefanie
Benesch und Dr. Klemens Rottner veröffentlichten ihre Erkenntnisse über die Schlüsselrolle des so genannten N-WASP-Proteins
(N-WASP) in der internationalen Fachzeitschrift "
EMBO reports".
N-WASP und die Aktinmaschinerie
Seit langem wurde über die Funktion des N-WASP beim Aufbau des Aktinskeletts der Zelle spekuliert. Aktin verhilft unseren
Zellen einerseits zu
ihrer Form und Festigkeit, andererseits ist es für Transportvorgänge innerhalb der Zelle oder die
Ausbildung von "Zellfüßchen" verantwortlich. Im
Verlauf einer Infektion sind
Bakterien in der Lage, die Aktinmaschinerie für sich arbeiten zu lassen. So bewegen sich die Erreger der
Ruhr
(Shigellen) innerhalb der Zelle mit Hilfe von Aktinschweifen fort. Krankmachende Darmbakterien (bestimmte E. coli-Stämme) lassen sich auf der
Zelloberfläche kleine Aktinpodeste errichten, auf denen sie thronen. Die GBF-Wissenschaftler konnten jetzt zeigen, dass diese Vorgänge ohne
N-WASP nicht ablaufen können.
Konditionelles N-WASP Mausmodell
Üblicherweise werden in Mäusen relevante Gene schon in der Eizelle ausgeschaltet. Diesen Knock-Out-Mäusen fehlt dann das jeweilige Protein
während der gesamten Entwicklung. Im Falle von N-WASP bediente man sich einer eleganteren Methode: Das Gen bleibt zunächst
funktionstüchtig erhalten, wird jedoch von DNA-Erkennungssequenzen flankiert. Mit Hilfe dieser Sequenzen ist es möglich, die Bildung von
N-WASP gezielt in einem Gewebe oder zu einem bestimmten Zeitpunkt der Mausentwicklung auszuschalten. Die GBF-Wissenschaftler konnten
aus diesen Mäusen
Zelllinien entwickeln, die das Protein nicht bilden können. So war es möglich, den Infektionsmechanismus auf molekularer
Ebene auch ohne Tierexperimente zu analysieren.
Die vollständige Arbeit von S. Lommel et al., "Actin pedestal formation by enteropathogenic E. coli and intracellular motility of S. flexneri are
abolished in N-WASP-defective cells", ist in den aktuellen EMBO reports Vol. 2, Nr. 9, Seite 850 - 857, erschienen.