Wie Muskelzellen kontrolliert werden

Sollen Gliedmaßen bewegt werden, signalisieren Nervenzellen den Muskeln, sich zusammen zu ziehen. An dieser Reizübertragung ist der Botenstoff Acetylcholin beteiligt, der an entsprechende nikotinische Acetylcholin-Rezeptoren nAChR der motorischen Endplatten bindet und die Kontraktion auslöst. Die nAChR bestehen aus mehreren Untereinheiten und werden im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert. Dabei werden die hier hergestellten Proteine durch bestimmte Kontrollmechanismen auf ihre Qualität hin überprüft. Nur wenn alle Untereinheiten korrekt zu einem Komplex zusammen gebaut sind, darf der fertige Rezeptor die Zelle verlassen. Defekte Proteine werden zurücktransportiert. Einem Wissenschaftlerteam aus Jena, Kiel und Padua gelang es, ein wichtiges Schlüsseleiweiß der körpereigenen Qualitätssicherung zu identifizieren.

Demnach sorgt das Sortier-Protein Rer1 durch Bindung an die Alpha-Untereinheit des AChR dafür, dass dieser Baustein solange im endoplasmatischen Retikulum bleibt, bis er in einen Rezeptorkomplex eingebaut ist. Anhand von Zellkulturen und Versuchen mit Mäusen ließ sich nachweisen, dass die Qualitätskontrolle ohne das spezifische Eiweiß nicht mehr funktionierte. Mit einem Rer1-Mangel entwickelten die Tiere deutlich kleine neuromuskuläre Endplatten und dünnere Muskelfasern. Die Erkenntnisse bieten möglicherweise neue Therapieansätze bei krankheitsbedingten Fehlfunktionen der Muskeln.

Quelle: Kaether Ch. et al.: PNAS, Online-Veröffentlichung, DOI: 10.1073/pnas.1001624108