Das „Human Frontiers Science“-Programm (HFSP) hat jetzt mit einem seiner begehrten “Young Investigator Grants” ein zweiköpfiges internationales Team ausgezeichnet, dem der Forscher Dr. Jay Gopalakrishnan des Zentrums für Molekulare Medizin Köln (ZMMK) an der Uniklinik Köln sowie Dr. Haitao Li von der Tsinghua Universität (China) angehören. Mit dem Fördergeld von 750.000 US-Dollar wird das Forschungsvorhaben der beiden über drei Jahre unterstützt, die Biogenese von Zentrosomen im gesamten Organismus zu verstehen. Das Kölner Projekt zählt zu den weltweit 32 geförderten Vorhaben, die unter insgesamt 1.088 eingereichten Bewerbungen ausgewählt wurden.
Das Skelett stützt unseren Körper, bringt und hält ihn in Form. Auch jede einzelne Körperzelle enthält eine solche formgebende Struktur, das sogenannte Zell- oder Zytoskelett. Wie Autobahnen durchziehen die Fäden dieses Skeletts eine Zelle. Aber sie geben ihr nicht nur ihre Form und Beweglichkeit, sondern transportieren auch Zellbestandteile. Organisiert und kontrolliert wird das Zellskelett vom sogenannten Zentrosom.
Die Erforschung der Zellbiologie des Zentrosoms und dessen Einfluss auf die Entstehung von Erkrankungen ist der Schwerpunkt von Dr. Jay Gopalakrishnan, der seit Dezember 2012 eine Nachwuchsgruppe am ZMMK leitet. Der aus Indien stammende Wissenschaftler identifizierte während seines Forschungsaufenthalts an der Harvard Medical School in Boston bereits ein wichtiges Zentrosomen-Protein.
In einem seiner Projekte erforscht er die Rolle des Zentrosoms in Krebszellen, die sich unkontrolliert teilen und oftmals mehr als zwei Zentrosome aufweisen, sogenannte Extrazentrosome. Derzeit sucht sein Team in enger Kooperation mit dem Institut für Pathologie an der Uniklinik Köln intensiv nach Substanzen, die gezielt die Extrazentrosomen der Krebszellen beeinflussen und möglicherweise die weitere Zellteilung der Krebszellen verhindern können.
Obwohl das Zentrosom bereits vor 100 Jahren entdeckt wurde, haben Forscher erst kürzlich herausgefunden, dass es sich aus mehr als 100 Proteinen zusammensetzt. Neuste Forschungsergebnisse zeigen, dass Veränderungen oder das Fehlen von bestimmten Zentrosom-Proteinen bei der Entstehung von zahlreichen Erkrankungen eine Rolle spielen und beispielsweise zu Krebserkrankungen und zu Fehlentwicklungen des Gehirns führen können.
Im den nun geförderten Projekt wollen die Forscher die Mechanismen der Biogenese von Zentrosomen, das heißt die Struktur, Reifung und Assemblierung zu funktionellen zentrosomalen Komplexen erforschen.
Da die Zentrosomen bei der Zellzyklus-Regulation eine zentrale Rolle spielen und als Signalzentrum fungieren, wird diese Forschungsarbeit neue Wege für das Verstehen des Zellzyklus und damit für die Krebstherapie eröffnen sowie weitere Erkenntnisse über den regulatorischen Einfluss des Zentrosoms auf das Gewebewachstum und die Organgröße liefern können.
Dr. Jay Gopalakrishan konzentriert sich dabei besonders auf die Frage, welche Schritte für die Bildung eines funktionellen Zentrosoms, das sich auf mehr als 100 Proteinen zusammensetzt, involviert sind. Um die molekularen Schalter identifizieren zu können, die für den komplexen Vorgang der Protein-Assemblierung notwendig sind, hat Jay Gopalakrishnan einen Ansatz gewählt, bei dem im Reagenzglas aus zentrosomalen Proteinen komplette Zentrosomen rekonstituiert werden sollen.
Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen, die Mechanismen zu verstehen, die für die Bildung funktionsfähiger Zentrosomen notwendig sind und wie diese den Vorgang der Zellteilung - ohne fehlerhafte Aufteilung sowie Beschädigung des Genoms - kontrollieren.
Sein Kooperationspartner Dr. Haitao Li in China wird die Proteinstruktur mit atomarer Auflösung der zentrosomalen Proteine betrachten und so ihre Zusammensetzung Molekül für Molekül analysieren. Die Strukturaufklärung von diesen Proteinen bis hin zum funktionsfähigen Zentrosom von makromolekularer bis zu atomarer Auflösung soll wichtige Erkenntnisse für den Mechanismus des Zentrosomaufbaus in der Zelle liefern.
Prof. Dr. Thomas Benzing, Leiter des ZMMK, versteht die Vergabe des HFSP „Young Investigator Grant“ an Jay Gopalakrishnan als eine Auszeichnung für die exzellente Forschungsaktivität des Nachwuchswissenschaftlers: „Unser Ziel ist es optimale Forschungsbedingungen für die besten Talente zu schaffen“, so Prof. Benzing.
Hintergrund:
Am ZMMK erforschen Kliniker und Grundlagenforscher gemeinsam die Ursachen von Herz- und Gefäßerkrankungen, von Krebs, von entzündlichen sowie infektiösen Erkrankungen und neurodegenerativen Erkrankungen auf molekularer Ebene. Die Forschungsergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse zum besseren Verständnis prinzipieller Krankheitsmechanismen. Diese dienen als wichtige Ansätze für – in die Klinik übertragbare – Entwicklungen von innovativen und wirkungsvollen Therapieansätzen, Diagnostika und präventiven Maßnahmen.
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Pressesprecher Uniklinik Köln
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