12.12.2018

Mit Sondenmolekülen den Chamäleon-Proteinen auf der Spur

Als forschungspolitische Sprecherin meiner Fraktion nehme ich regelmäßig Termine an der Universität Konstanz wahr. Im direkten Gespräch mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern möchte ich dabei herausfinden, an welchen spannenden Themen in meinem Wahlkreis geforscht wird und wie die Landespolitik diese Arbeit besser unterstützen kann. Aus diesem Grund habe ich auch Prof. Malte Drescher besucht und mit ihm über seine Arbeit und Forschungspolitik gesprochen.

Seit 2015 ist Herr Drescher Inhaber der ersten Heisenberg-Professur an der Universität Konstanz, die am Fachbereich Chemie angesiedelt ist und den Titel „Spektroskopie komplexer Systeme“ trägt. Das Fachgebiet des Physikers ist die sogenannte Elektronenspin-Resonanz-Spektroskopie. Diese wird unter anderem für die Analyse von Proteinstrukturen eingesetzt. Ende 2017 hat seine Forschungsgruppe den renommierten „Consolidator Grant“ vom Europäischen Forschungsrat erhalten. Die Förderung in Höhe von rund 2 Millionen Euro über die nächsten 5 Jahre kommt dem Forschungsprojekt „SPICE – Spectroscopy in cells with tailored in-vivo labelling strategies and multiply-adressable nano-strucural probes“ zugute. Zugegebenermaßen ist es für alle, die nicht in Chemie oder Physik promoviert haben, nicht gerade einfach zu verstehen, was sich hinter diesem Titel verbirgt. Herr Drescher hat es dennoch geschafft, die komplexe Materie verständlich zu erklären.

Ganz grob gesagt, so erläutert Herr Drescher, möchte die Forschungsgruppe mit dem „Consolidator Grant“ neuartige Ansätze in der Spektroskopie erforschen, um größere und komplexere biologische Strukturen auf molekularer Ebene direkt in der Zelle zu erforschen. Dies erklärt auch, warum er als Physiker am Fachbereich Chemie angesiedelt ist und offiziell als „Physikochemiker“ bezeichnet wird. Stark vereinfacht, könnte man sagen, dass er als Physiker die technischen Methoden und Geräte für die Biochemiker entwickelt, damit diesen in den Zellen an Molekülen forschen können. Von ganz besonders großem Interesse sind dabei die sogenannten „Chamäleon-Proteine“. Sie reagieren auf ihre Umgebung und ändern deshalb ihre Form. Bisher gibt es keine Möglichkeit, diese Proteine in ihrer natürlichen Umgebung, also direkt in der Zelle, zu beobachten. Analysen im Reagenzglas sind zwar möglich, allerdings nur von bedingter Aussagekraft, weil sie hier eine andere Form und Struktur aufweisen. Da die Strukturen der Proteine zu klein sind, um mit einem Mikroskop erfasst werden zu können, hat Herr Drescher eine Methode entwickelt, bei der an den Proteinen sogenannte Sondenmoleküle angebracht werden. Diese sind magnetisch, wodurch der Abstand zwischen ihnen mit Spektroskopen gemessen werden kann. Wiederholt man diesen Prozess mehrfach, indem man die Sondenmoleküle an verschiedenen Stellen andocken lässt, ergibt sich nach und nach ein klares Bild der Struktur der „Chamäleon-Proteine“. „Elektronenspin-Resonanz-Spektroskopie“ nennt man diese Methode, für die Herr Drescher ein Experte ist.

Die Erforschung dieser Proteine ist deshalb so wichtig, da sie eine Schlüsselrolle bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer einnehmen. Je besser man versteht, wie sie sich in einer Zelle anordnen, desto besser lässt sich auch nachvollziehen, weshalb sie ihre Struktur ändern und dann zu zellschädigenden Aggregaten werden. Bis daraus allerdings konkrete Lösungen zur Prävention oder Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen abgeleitet werden können, wird es noch eine ganze Weile dauern. Herr Drescher glaubt allerdings daran, dass er noch erleben wird, dass man hochauflösende Bilder aller Moleküle innerhalb einer Zelle erstellen können wird, was die Medizin revolutionieren würde.

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