Warum verknäulen sich die Staffelläufer?

Warum kommt es auf den neuronalen Wegen im Gehirn zu Unfällen zwischen den Transporteuren von Informationen? Bisher ist das noch ein großes Geheimnis. Die neue Nachwuchsgruppe am ZIK „HALOmem“ will es lüften.

Vorher – nachher, Carla Schmidt zeigt Fotos von ihrem Labor vor einem Jahr: Leere. Nicht nur, was die Geräte betrifft. Als die Nachwuchsgruppenleiterin am 1. März 2016 ihre Stelle am Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK) HALOmem antrat, hatte sie auch noch gar kein Team. Das aufzustellen, war ihre erste Aufgabe. Ein Jahr später versammelt die 35-jährige Juniorprofessorin fünf junge Frauen und Männer um sich herum, die auf den Fachgebieten Chemie, Biochemie und Biosphysik forschen.

Die Mitglieder der Nachwuchsforschungsgruppe beim ZIK HALOmem stehen zusammen und lachen in die Kamera.

Die neue Nachwuchsgruppe am ZIK HALOmem: Melissa Frick, Julian Bender, Tommy Hofmann, Caroline Haupt, Karolin Pflüger, Carla Schmidt, Sabine Wittig, (v.l.).

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Aus ganz Deutschland sind die Wissenschaftler an die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg gekommen und wissen inzwischen: Das HALO im Namen des ZIK steht für die Halloren. Die Salzwirker schufen im Grunde die Basis für das Heranwachsen eines der bedeutendsten Chemiestandorte in Deutschland. Die runden Hallorenkugeln, das sind schokoladige Süßigkeiten, sind immer dabei, wenn sich die HALOmem-Wissenschaftler treffen. Im „mem“ stecken die Membranproteine – auch rund, aber nicht auf dem Silbertablett angerichtet, sondern nur unter hochauflösenden Elektronen- und Fluoreszenzmikroskopen oder NMR-Spektrometern zu sehen. Proteinforschung ist ein aktueller Forschungsschwerpunkt der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Derzeit arbeiten die Nachwuchswissenschaftler des ZIK in unmittelbarer Nähe zur Baustelle des neuen Proteinzentrums. 2018 wird auch HALOmem in dem modernen Gebäude seine neuen Laborräume beziehen.

Garstige Proteine

Das Spezialgebiet von Carla Schmidt ist die Massenspektrometrie mit ihren verschiedenen Techniken zur Analyse von Proteinen und Lipiden. Ihr Labor ist inzwischen bestückt mit den modernsten Hightech-Geräten. Schließlich geht es bei der Grundlagenforschung hier am ZIK darum, die Proteine auf atomarer Ebene zu verstehen: Wie ist ihre Struktur? Wie ist ihre Dynamik, wie bewegen sie sich? Wie transportieren sie ihre Botschaften? Die Membranproteine seien besonders „garstig“ und ließen sich nicht so leicht durchschauen, meint ZIK-Direktor Milton T. Stubbs augenzwinkernd. Ein Grund dafür ist, dass sie in die Zellmembran eingelagert sind, mit deren Zellen interagieren – was sie wiederum zum Forschungsgegenstand macht. Dem Thema „Biophysikalische Charakterisierung von medizinisch relevanten Membranproteinen“ wird die Nachwuchsgruppe in den verbleibenden vier Jahren nachgehen.

Baustelle des neuen Proteinforschungsgebäudes

In das neue Gebäude des Proteinforschungszentrums zieht auch das ZIK HALOmem ein.

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Unfälle auf neuralen Wegen

Vor dem Verstehen kommt das Sehen. Zunächst gehe es für die Gruppe darum, die richtigen Techniken zu entwickeln, um diese Membranproteine analysieren zu können. Das sei ein langer Prozess, mit dem sich die Forschungsabteilungen großer Pharmafirmen nicht befassen. Da würden sie gern auf die Grundlagenforschung an den Unis zurückgreifen, sagt Stubbs. Seit über 30 Jahren ist er in der Proteinforschung tätig. „Speziell die Membranproteine“, sagt er, „transportieren auf den neuronalen Wegen im Gehirn Botschaften zwischen den Synapsen hin und her.“ Der Professor vergleicht diesen molekularen Mechanismus mit einem Staffellauf. Es kann passieren, dass sich die Läufer ineinander verknäulen. Dann ist die Informationsübergabe gestört. In der medizinischen Forschung geht man inzwischen davon aus, dass solche abgelagerten Proteinknäule verantwortlich sind für bestimmte Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson.
Das Wissenschaftlerteam von Carla Schmidt will herausfinden, warum derartige Unfälle auf den neuronalen Wegen passieren, ob sie sogar an ganz bestimmten Stellen passieren. Hersteller von medizinischen Wirkstoffen könnten sich dann auf diese Stellen konzentrieren.

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