Myosin und Aktin: Muskelproteine auch im Zellkern aktiv

Die Proteine Aktin und Myosin haben ihren festen Platz in der Muskulatur, wo sie für die Kontraktion zuständig sind. Neue Untersuchungen belegen jedoch, dass sie auch im Zellkern vorkommen. Bisher war allerdings unklar, was sie dort zu suchen haben. Ein internationales Team um Prof. Dr. Ingrid Grummt, Molekularbiologin am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) Heidelberg, zeigte, dass die Muskelproteine im Zellkern aktiv an der Transkription, also dem Ablesen genetischer Information, beteiligt sind. „Dies ist ein molekularbiologischer Durchbruch, der unser Denken über den Transkriptionsprozess revolutioniert“, so Grummt. Zusammen mit Wissenschaftlern aus Chicago, Prag und Heidelberg hat sie in „Nature Cell Biology“ (2004; 12: 1165–1172 ) mit einem biologischen Dogma aufgeräumt, das die physiologische Rolle der Proteine Aktin und Myosin auf die Muskelkontraktion und ihre Funktion als innerzelluläre Stützelemente beschränkte. Für die Krebsforschung sind die Ergebnisse von grundlegender Bedeutung, da die Transkriptionsaktivität bei Tumorzellen abnormal erhöht ist.

Die Existenz von Aktin und Myosin in Zellkernen haben Forscher bereits in der Vergangenheit experimentell nachgewiesen, eine genregulatorische Funktion dieser Moleküle im Zellkern war aber heftig umstritten. Mit Antikörpern, die sich spezifisch gegen diese Proteine richten, hemmten die Wissenschaftler die Transkription von Genen, die für die Produktion von Ribosomen erforderlich sind. Die antikörperbedingte Blockade der Transkription konnte durch Hinzufügen der Proteine wieder aufgehoben werden. „Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die Muskelproteine direkt mit dem Schlüsselenzym der Transkription – der RNA-Polymerase – assoziiert sind und einen Motor bilden, der die Energie liefert, die notwendig ist, damit die RNA-Polymerase an der richtigen Stelle andockt und die Gensequenzen ablesen kann.

Grummt favorisiert die Hypothese, dass ein Komplex aus Myosin und einem essenziellen Transkriptionsfaktor an die RNA-Polymerase bindet und dadurch eine Strukturveränderung des Enzyms bewirkt. Aktin scheint sowohl den Start als auch den weiteren Verlauf der Transkription zu beeinflussen. Insgesamt scheinen Aktin und Myosin zentrale Schaltelemente der Transkription im Zellkern darzustellen. EB