Angeborenes Immunsystem: Der letzte Schliff für die Bakterienabwehr
Ein Team um den LMU-Immunologen Veit Hornung hat einen wichtigen Zwischenschritt der angeborenen Immunabwehr identifiziert
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Der Rezeptor NOD2 wird hauptsächlich von Immunzellen und Zellen der Darmschleimhaut gebildet. Wird er durch das Molekül MDP aktiviert, setzt er Entzündungsreaktionen in Gang, die unter anderem verhindern, dass Bakterien in die Darmwand eindringen. Um zu untersuchen, welche Gene an dieser Signalkette beteiligt sind, führten die Forschenden in kultivierten menschlichen Zellen ein umfangreiches genetisches Screening durch. Dabei fanden sie zu ihrer Überraschung, dass ein Gen für das Enzym NAGK eine entscheidende Rolle spielt. NAGK ist eine sogenannte Kinase, also ein Enzym, das eine Phosphorylgruppe auf andere Moleküle übertragen kann.
Enzym mit neuer Funktion
„Damit NOD2 sein Zielmolekül MDP identifizieren kann, muss dieses zunächst von NAGK in seine phosphorylierte Form überführt werden, wie wir durch anschließende molekularbiologische und biochemische Untersuchungen zeigen konnten“, sagt Hornung. „Das hatten wir so überhaupt nicht erwartet.“ Diese Rolle von NAGK war bisher unbekannt und ist unabhängig von der in der Literatur bereits beschriebenen Funktion des Enzyms im Zuckerstoffwechsel. Sie stimmt aber nach Überzeugung der Wissenschaftler gut mit der ursprünglichen Funktion des Enzyms in Bakterien überein, wo es beim Recycling der Bakterienzellwand eine wichtige Rolle spielt. Im Lauf der Evolution ist es dann auch in Organismen erhalten geblieben, die gar keine Zellwand besitzen, und hat andere Funktionen übernommen.
Die neuen Erkenntnisse könnten auch in Bezug auf die Mechanismen chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen relevant sein, denn Mutationen im NOD2-Gen stehen besonders häufig in Verbindung mit Morbus Crohn. „Es wäre nun natürlich interessant, zu untersuchen, ob fehlendes oder inaktives NAGK auch zu einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung führen könnte“, erläutert Che Stafford Erstautor der Studie.
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