Schlafende Ribosomen verraten, wie gestresste Zellen altern
Jede Zelle braucht Ribosomen, um Proteine herzustellen. Doch unter Stress schalten diese Ribosomen in eine Art Schlafmodus. Neue Forschungsergebnisse zeigen erstmals im Detail, wie das funktioniert und was das für alternde Zellen bedeutet.
Ribosomen sind die molekularen Maschinen in Zellen, die Proteine produzieren. Gerät eine Zelle unter Druck, stellen viele Ribosomen ihre Arbeit ein und wechseln in einen Zustand, der als Hibernation bezeichnet wird. Mithilfe einer fortschrittlichen Mikroskopietechnik – der Kryo-Elektronenmikroskopie von Zellextrakten – haben Forschende erstmals detailliert kartiert, welche Proteine inaktive Ribosomen bedecken und schützen. Die Studie erschien in eLife.
eEF2 als wichtigster Hibernationsfaktor
Das Protein eEF2 (Elongationsfaktor 2) war an mehr als 95 Prozent der schlafenden Ribosomen gebunden. Das überraschte die Forschenden: eEF2 war bislang nur als Bestandteil der aktiven Proteinsynthese bekannt, nicht als Schutzfaktor ruhender Ribosomen. An den schlafenden Ribosomen fanden sich darüber hinaus zahlreiche weitere Proteine, darunter Faktoren des mTOR-Signalwegs – eines Netzwerks, das Zellwachstum und Alterungsprozesse steuert.
Für das Altern ist das relevant, weil die zelluläre Qualitätskontrolle von Proteinen – die sogenannte Proteostase – mit dem Alter nachlässt. Zellen werden schlechter darin, zur richtigen Zeit die richtigen Proteine bereitzustellen. Bleiben Ribosomen dauerhaft in einem falschen Schlafzustand stecken, könnte das die Proteinsynthese stören und zu Fehlfunktionen der Zelle beitragen.
Eine neue Methode als Schlüssel
Die Forschenden verfolgten einen ungewöhnlichen Ansatz: Sie untersuchten Zellextrakte statt aufgereinigter Einzelmoleküle. Das bewahrte die natürliche Komplexität der Zellumgebung weitaus besser. Die Auflösung war hoch genug, um molekulare Wechselwirkungen nahezu auf Atomebene zu beobachten. Ob die Ergebnisse unmittelbar auf das Altern beim Menschen übertragbar sind, muss die Forschung noch zeigen.
Suchbegriffe zum Weiterforschen: ribosome hibernation stress response cells, protein synthesis proteostasis ageing, mTOR signalling pathway ribosome regulation