"In meiner Forschung geht es darum, die molekularen Vorgänge an Ribosomen besser zu verstehen", sagt Dr. Isabella Moll vom Department für Mikrobiologie und Immunbiologie. Das Projekt der Hertha-Firnberg-Preisträgerin nennt sich "Protein-defiziente Ribosomen und neue antimikrobielle Stoffe".
Ribosomen sind die größte Maschinerie in der Zelle. Sie bestehen aus Ribonukleinsäuren (RNA) und Proteinen (Eiweiße) und sind für die Herstellung von Proteinen in jeder Zelle verantwortlich. Die in der DNA gespeicherte Erbinformation jeder Zelle wird in Boten-RNA umgeschrieben und anschließend in eine Kette von Aminosäuren, den Proteinbausteinen, übersetzt. Diese "Übersetzung" der Bauanleitung in Aminosäureketten, also die Produktion von Proteinen, geschieht am Ribosom.
Startprozesse erforschen
Damit Ribosomen ihre Funktion korrekt erfüllen können (Proteine herstellen), müssen sie zuerst den richtigen Startpunkt für die Information an der RNA finden. Diese Regionen weisen bestimmte Merkmale auf, die das Ribosom erkennt und daran bindet. Das sind alles Prozesse der "Translationsinitiation", die Isabella Moll in ihrer Doktorarbeit (2000) in Bakterien erforschte.
Antibiotika hemmen Ribosomen von Bakterien
Wenn die Translation nicht stattfindet, dann stirbt das Bakterium - diesen Zweck erfüllen Medikamente. Verschiedene Antibiotika sind wirksame Hemmstoffe der Proteinbiosynthese bakterieller Ribosomen. Allerdings haben die meisten Antibiotika den Nebeneffekt, dass sie nicht nur die Ribosomen der "bösen", krankheitserregenden Bakterien hemmen, sondern auch die Proteinfabriken der "guten" Bakterien - wie Darmbakterien - oder sogar der menschlichen Zellen negativ beeinflussen.
Isabella Moll fand heraus, dass den Ribosomen bestimmte Proteine fehlen, wenn Bakterien das Antibiotikum Kasugamycin verabreicht wurde. Daraus entstand die Idee, die Medikamente zielgerichteter zu machen, indem die Antibiotika eben die Bindung jener Proteine an das Ribosom hemmen, die für krankheitserzeugende Bakterien wichtig sind, aber nicht in "guten" Bakterien - wie manchen Darmbakterien - oder menschlichen Zellen vorhanden sind.
Protein S1 unter Beschuss
"Die Struktur von Ribosomen ist sehr komplex", sagt Isabella Moll, "Sie bestehen aus zwei Untereinheiten, die kleinere der beiden besitzt eine RNA und 21 Proteine, die große zwei RNAs und 33 Proteine." Isabella Moll und ihr Team untersuchen konkret das Protein S1. Es sitzt in der kleinen Untereinheit und ist das größte Protein von bakteriellen Ribosomen. Was die ForscherInnen noch nicht wissen, ist, wo dieses Protein genau mit dem Ribosom interagiert und wie diese Bindestelle aussieht. Weil S1 für viele krankheitserzeugende Bakterien wichtig ist, aber nicht für "gute" Bakterien und auch nicht für menschliche Zellen, sollen Medikamente die Bindung genau dieses Proteins an das Ribosom verhindern.
Noch viel Grundlagenforschung
"Die Entwicklung dieses Medikaments ist zwar die Karotte vor der Nase für unsere derzeitige Forschung, aber eine Umsetzung liegt noch in weiter Ferne", betont Isabella Moll. Momentan geht es darum, jene Region zu finden, wo das Protein S1 an das Ribosom bindet. In einem weiteren Schritt will man ein Molekül finden, das genau diese Bindung hemmt. Der bearbeitete Organismus ist momentan E. coli. Das Team um Isabella Moll möchte aber auch andere Organismen wie zum Beispiel Pseudomonas aruginosa, einen wichtigen Krankheitserreger, für diese Studien heranziehen.
RNA-Interaktionen in vivo
Das Team am Biocenter arbeitet dafür mit verschiedensten Methoden. Molls Projekte sind in den Spezialforschungsbereich "Modulatoren der RNA-Faltung und -Funktion" eingebettet und mit dem Doktoratskolleg "RNA-Biologie" verbunden. Isabella Moll schätzt das sehr: "Wir arbeiten alle an dem Schwerpunkt RNA und dadurch ergeben sich viele Interaktionen. Diese Möglichkeiten zur Diskussion und Zusammenarbeit sind natürlich für den Erfolg der Forschung sehr wichtig." (hh)
Isabella Moll begann das Hertha-Firnberg-Projekt "Protein-defiziente Ribosomen und neue antimikrobielle Stoffe" am 1. Jänner 2006. Dieses läuft noch bis 1. Jänner 2009. Am 1. Oktober 2007 bewilligte der FWF ein zweites Projekt der Forscherin: "Ribosomales Protein S1 und antimikrobielle Wirkstoffe". |
