RIKEN-Genetiker haben ein Protein in Fruchtfliegen entdeckt, von dem viele Lehrbücher sagen, dass es nicht existiert. Das Protein erkennt Stress in Zellen und bringt sie auf einen Weg zur Selbstzerstörung, wenn sie übermäßig gestresst sind.
Beschädigte Zellen in unserem Körper eliminieren sich selbst, indem sie einen selbstmörderischen Prozess des programmierten Zelltods einleiten, der als Apoptose bekannt ist. Dieser Prozess ist wichtig für unsere Gesundheit und dafür, dass Zellen nicht krebsartig werden.
Die molekulare Kaskade hinter diesem Prozess ist hochkomplex, wird aber von einem einzigen Protein ausgelöst, das zu einer Familie von Proteinen gehört, die als BH3-only-Proteine bekannt sind. Diese Proteine spüren Stress in Zellen und kommen in vielen Tieren vor, einschließlich Säugetieren und Fadenwürmern.
In den letzten zwei Jahrzehnten wurde jedoch angenommen, dass Fruchtfliegen und möglicherweise allen Insekten nur BH3-Proteine fehlen. Stattdessen wurde angenommen, dass sie sich auf ein anderes Zelltodprogramm verlassen.
Aber jetzt haben Sa Kan Yoo vom RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research und Mitarbeiter in einer überraschenden Entdeckung herausgefunden, dass Fruchtfliegen tatsächlich ein reines BH3-Protein beherbergen. Sie nannten das Gen, das dafür kodiert, Sayonara nach dem japanischen Wort für „Abschied“. Die Arbeit ist veröffentlicht in Das EMBO-Journal.
Als das Team veranlasste, dass das Sayonara-Gen in Fruchtfliegenflügeln exprimiert wurde, beobachteten sie das Auftreten von Apoptose, was zum Absterben der Flügel führte.
Laut Yoo war das Gen vor aller Augen verborgen. „Wir haben nichts Besonderes gemacht“, sagt er. „Wir haben die genetische Sequenz für ein menschliches BH3-Only-Protein verwendet und überprüft, ob das Genom von Fruchtfliegen eine ähnliche Sequenz aufweist – es ist eine sehr häufige Methode, Gene in Fruchtfliegen zu finden, die menschlichen Genen entsprechen.“
Yoo vermutet, dass die unvollständige Sequenzierung des Genoms der Fruchtfliege erklären könnte, warum Forscher das Gen vor 20 Jahren nicht in Fruchtfliegen gefunden haben. „Die genomische Sequenzierung war damals unvollständig, also konnten Wissenschaftler das Gen wahrscheinlich nicht finden und gaben nach einer Weile einfach auf.“
Das Fehlen eines reinen BH3-Proteins der Fruchtfliege wurde später in Lehrbüchern verankert. Aber für Yoo stellte es eine interessante Herausforderung dar. „Ich dachte, es könnte lustig sein, es zu überprüfen“, sagt er. „Und nach nur wenigen Stunden fand ich etwas, das verdächtig nach einem reinen BH3-Protein aussah.“
Der Befund impliziert, dass Fruchtfliegen und wahrscheinlich andere Insekten nicht so unterschiedlich sind, wenn es um Apoptose geht. „Das bedeutet, dass Fruchtfliegen keine Ausnahme oder ein bisschen seltsam sind“, sagt Yoo. „Vielmehr haben wir festgestellt, dass sie einen ähnlichen Mechanismus zur Regulierung der Apoptose haben wie Menschen und Nematoden.“
Das Team untersucht nun genau, was passiert, nachdem das reine BH3-Protein aktiviert wurde. Sie untersuchen auch, ob andere Insekten reine BH3-Proteine haben.
Mehr Informationen:
Yuko Ikegawa et al., Beweis für die Existenz eines Apoptose-induzierenden BH3-only-Proteins, sayonara, in Drosophila, Das EMBO-Journal (2023). DOI: 10.15252/embj.2021110454