Ein neu entdecktes Protein steuert den Schalter, der Zellen zur Teilung veranlasst
Jede Zelle im Körper folgt einem streng regulierten Zyklus aus Wachstum und Teilung. Gerät diese Regulation aus dem Gleichgewicht, entsteht Krebs. Wissenschaftler haben nun ein bislang unbekanntes Protein identifiziert, das einen der kritischsten Entscheidungspunkte dieses Zyklus kontrolliert.
Die Zellteilung gehört zu den meistuntersuchten Prozessen in der Biologie – und doch bleiben erhebliche Wissenslücken. Jeder Schritt des sogenannten Zellzyklus wird durch eine Reihe molekularer Schalter gesteuert. Funktionieren diese Schalter nicht mehr korrekt, kann sich eine Zelle unkontrolliert teilen, was im Wesentlichen der Mechanismus hinter Krebs ist. Mithilfe der Cancer Dependency Map, einer umfangreichen Datenbank, die erfasst, auf welche Gene Krebszellen für ihr Überleben angewiesen sind, haben Forschende ein Protein namens FAM53C als neuen und bislang nicht charakterisierten Regulator des Zellzyklusfortschritts identifiziert. Es erwies sich als unverzichtbar für den Übergang von der G1-Phase in die S-Phase: dem entscheidenden Moment, in dem eine Zelle sich festlegt, ihre DNA zu kopieren und die Teilung einzuleiten.
Der G1/S-Übergang ist einer der am striktesten überwachten Kontrollpunkte in der Zellbiologie. Bereits mehrere Krebstherapien zielen auf Proteine ab, die an dieser Weiche wirken – CDK4- und CDK6-Inhibitoren etwa sind für bestimmte Brustkrebsarten zugelassen. FAM53C wirkt dabei offenbar vorgelagert zu einem weiteren bekannten Protein, DYRK1A, das seinerseits diesen Kontrollpunkt beeinflusst. Diese Position macht FAM53C zu einem potenziell wertvollen Ansatzpunkt für die Medikamentenentwicklung.
Der Zusammenhang mit dem Altern
Der Zellzyklus ist jedoch nicht allein für die Krebsforschung relevant. Zelluläres Altern ist eng mit einem Phänomen namens Seneszenz verknüpft – einem Zustand, in dem Zellen aufhören sich zu teilen, aber auch nicht absterben. Stattdessen verbleiben sie im Gewebe und setzen entzündliche Signalstoffe frei, die das umliegende Gewebe schädigen. Dieser Prozess gilt zunehmend als zentraler Treiber altersbedingter Erkrankungen, von Arthritis bis hin zu Herz-Kreislauf-Leiden. Die molekularen Mechanismen, die darüber entscheiden, ob eine Zelle weiter proliferiert oder in die Seneszenz eintritt, sind daher unmittelbar für die Biologie des Alterns selbst bedeutsam.
FAM53C ist bis jetzt kaum erforscht worden. Die Kartierung seiner Funktion wirft sofort neue Fragen auf: Spielt es auch beim Übergang zur Seneszenz eine Rolle? Ist seine Expression in gealtertem Gewebe verändert? Diese Fragen sind die naheliegenden nächsten Schritte – beantwortet ist davon bislang keine einzige.
Von den Daten zur Entdeckung
Der methodische Ansatz dieser Studie verdient besondere Beachtung. Anstatt von einer bekannten Erkrankung oder einem verdächtigen Gen auszugehen, starteten die Forschenden mit einem groß angelegten Datensatz und überließen der Statistik die Suche nach dem Unbekannten. Die Cancer Dependency Map umfasst Hunderte von Krebszelltypen und kann Gene markieren, die für das Zellüberleben essenziell sind – auch wenn niemand gezielt nach ihnen gesucht hat. Dieser datengetriebene Ansatz legt nahe, dass es im Bereich der Zellzyklusregulation noch erheblich mehr unerforschte Akteure geben dürfte.