Wie man Hunderte Proteine gleichzeitig in Zellen beobachtet

Um die Rolle von Proteinen in Zellen zu untersuchen, hängen Forscher derzeit einzelnen Proteinen eine fluoreszierende Markierung an. So lässt sich unter dem Mikroskop der Weg des Proteins in der Zelle und etwa die Wirkung eines Medikaments beobachten. Wiener Forscher berichten nun im Fachjournal "Genome Research" über eine neue Methode, mit der sich erstmals Hunderte Proteine parallel beobachten lassen.

Proteine sind für fast alle Aufgaben des zellulären Lebens verantwortlich und sind so vielfältig wie ihre Funktionen. Dabei steuert nicht nur die Menge von Proteinen innerhalb einer Zelle viele zelluläre Prozesse, sondern auch ihre lokale Konzentration. Entsprechend fungieren sie auch als Ziele für die Entwicklung von Medikamenten.

Andreas Reicher und Anna Koren vom Forschungszentrum für Molekulare Medizin (CeMM) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) haben nun eine Methode entwickelt, die es erlaubt, Hunderte von Proteinen parallel zu untersuchen und die Veränderungen ihrer Mengen und Lokalisierungen in der Zelle zu verfolgen. Mit Hilfe ihrer auf der Genschere CRISPR-Cas9 basierenden Markierungsstrategie, können sie Zellpools erzeugen, die Hunderte von markierten Proteinen enthielten, wobei in jeder Zelle ein anderes Protein mit einem fluoreszierenden Anhängsel markiert wurde.

So können die Auswirkungen von bekannten Medikamenten bzw. Wirkstoffkandidaten auf zahlreiche verschiedene Proteine in Zellen beobachtet werden. "Diese Methode kann auf chemische Bibliotheken und Kandidatenmoleküle angewandt werden, um Wirkstoffe zu entwickeln und umfassend zu charakterisieren", erklärte Stefan Kubicek vom CeMM in einer Aussendung. Er erwartet sich, dass dadurch die Entwicklung von Medikamenten mit neuartigen Wirkmechanismen beschleunigt werden kann.