Das FUS-Protein auf Abwegen

Für den Ausbruch der neurodegenerativen Erkrankungen frontotemporale Demenz (FTD) und Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) werden unter anderem schädliche Ablagerungen des Proteins FUS in bestimmten Gehirnregionen verantwortlich gemacht. FUS liegt normalerweise im Zellkern vor, wo es zusammen mit anderen Faktoren die Ablesung der Erbinformation steuert. In ALS- und FTD-Patienten ist jedoch der Transport von FUS in den Zellkern gestört und es kommt zur sog. „Phasentrennung“ und dadurch Verklumpung des Proteins im Zytoplasma von Nervenzellen.

Dorothee Dormann hat nun zusammen mit weiteren Wissenschaftlern vom BMC zwei neue Regulationsmechanismen gefunden, die der schädlichen Ablagerung von FUS im Zytoplasma entgegenwirken: Das Team fand heraus, dass die Phasentrennung und Verklumpung von FUS durch einen Kerntransportrezeptor verhindert wird – dieser bindet das FUS-Protein im Zytoplasma und ist eigentlich für das Einschleusen von FUS in den Zellkern verantwortlich. Überraschenderweise hat der Rezeptor jedoch eine zweite, ganz wichtige Funktion, nämlich die Phasentrennung und Verklumpung von FUS im Zytoplasma zu verhindern. Darüber hinaus konnten die Forscher zeigen, dass eine kleine chemische Modifikation am FUS-Protein, eine sog. Methylierung, der Phasentrennung und Verklumpung von FUS entgegenwirkt. Genau diese beiden Regulationsmechanismen sind in ALS- und FTD-Patienten mit FUS-Ablagerungen im Gehirn gestört: In ALS-Patienten kommt es durch genetische Mutationen im FUS-Gen zu einer verringerten Bindung von FUS an den Kerntransportrezeptor, in FTD-Patienten dagegen ist die Methylierung von FUS gestört.

Über ihre Forschungsergebnisse, die in Zusammenarbeit mit Partnern am Helmholtz Zentrum München, am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) München, und den Universitäten Graz und Bern entstanden sind, berichten die Wissenschaftler im renommierten Fachmagazin Cell.
(Cell, 2018)

Dorothee Dormann forscht seit 2014 am Lehrstuhl für Zellbiologie am BMC und leitet eine Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe. Neben Stipendien der Ernst-Schering Stiftung, der European Molecular Biology Organization (EMBO) und der Robert-Bosch-Stiftung wurde sie 2014 für ihre Forschung an neurogenerativen Erkrankungen mit dem Heinz-Maier-Leibnitz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgezeichnet.

Dorothee Dormann (Mitte) und die zwei Erstautoren der Veröffentlichung: Saskia Hutten (links) und Mario Hofweber (rechts)