Gezeigt wird, dass das Protein NDRG3 eine zentrale Rolle bei dieser Anpassung spielt. NDRG3 wirkt als Sensor f\u00fcr das Stoffwechselprodukt Laktat, das w\u00e4hrend Sauerstoffmangel (Hypoxie) entsteht. Das Protein greift in den Transportprozess zwischen zwei Zellorganellen ein, dem endoplasmatischen Retikulum (ER) und dem Golgi-Apparat. Diese Strukturen sind so etwas wie die Produktions- und Versandabteilung der Zelle: Im ER werden Proteine hergestellt, im Golgi-Apparat weiterverarbeitet und verteilt.<\/p>\n
\u201eWir konnten zeigen, dass NDRG3 in Phasen von Sauerstoffmangel den Transport zwischen ER und Golgi gezielt verlangsamt\u201c, erkl\u00e4rt Professor Michael Schwake, Letztautor der Studie. \u201eDamit spart die Zelle Energie und vermeidet unn\u00f6tige Aktivit\u00e4t in einer Phase, in der sie auf Sparflamme l\u00e4uft.\u201c<\/p>\n
Ein molekularer Schalter spart Energie<\/p>\n
Im Detail fanden die Forschenden heraus, dass NDRG3 unter Sauerstoffmangel das dabei entstehende Laktat bindet und \u201eLaktat-beladen\u201c mit einer bestimmten Form von Syntaxin-5 interagieren kann. Dieses Protein geh\u00f6rt zu einem sogenannten SNARE-Komplex, einem molekularen Membranfusionsystem, das kleine Bl\u00e4schen (Membranvesikel) mit Transportstoffen von einem Zellbereich zum anderen schleust. Durch die Bindung an Syntaxin-5 st\u00f6rt NDRG3 diesen Prozess gezielt und sorgt daf\u00fcr, dass der Stofftransport zwischen ER und Golgi verlangsamt wird.<\/p>\n
Fehlt NDRG3, funktioniert diese Bremse nicht: Zellen ohne das Protein setzen den Transport fort, obwohl ihnen Sauerstoff fehlt. Damit liefern die Ergebnisse einen neuen mechanistischen Zusammenhang zwischen Sauerstoffmangel und der Regulation des Zellstoffwechsels.<\/p>\n
Einblicke in Krankheitsmechanismen<\/p>\n
Das Verst\u00e4ndnis dieser Prozesse ist nicht nur f\u00fcr die Zellbiologie interessant. \u201eEinige Krankheiten, wie Muskelerkrankungen und Epilepsien, h\u00e4ngen mit St\u00f6rungen in genau diesen Transportwegen zusammen\u201c, sagt Pia Ferle \u201eUnsere Erkenntnisse k\u00f6nnten daher langfristig helfen zu verstehen, warum solche Krankheiten auf molekularer Ebene entstehen und wie man gezielt behandeln kann.\u201c<\/p>\n
Die Studie verbindet damit zwei bislang getrennte Forschungsfelder: die zellul\u00e4re Antwort auf Sauerstoffmangel und der daraus folgende Anstieg an Laktat und die Regulation des Proteintransports in der Zelle. Sie zeigt, wie eng beide Prozesse verkn\u00fcpft sind und wie pr\u00e4zise Zellen auf ver\u00e4nderte Umweltbedingungen reagieren k\u00f6nnen.<\/p>\n