Zeitung Heute : Das kollektive Eiweiß

Der Tagesspiegel

„Mach Platz, Genom, deine Tage im Scheinwerferlicht sind gezählt." Mit diesem Satz eröffnet das Magazin „Scientific American" einen aktuellen Beitrag über das „Proteom", den neuen Leitstern am Firmament der Biologie. Aber was genau ist das „Proteom"? Der Begriff wurde 1994 von dem australischen Biotechniker Marc Wilkins in Anlehnung an den Ausdruck „Genom" geprägt. Während das Genom die gesamte Erbinformation umfasst, enthält das Proteom sämtliche Eiweißmoleküle, die vom Genom kodiert werden: Das Proteom ist das Produkt des Genoms.

Soweit die Theorie. In der Praxis sind es die Proteine, die unsere Zellen, unser Gewebe, unsere Organe und unseren Körper formen, darstellen und am Leben erhalten. Zwar haben alle Zellen eines Organismus das gleiche Genom - aber ihr Proteom unterscheidet sich je nach Gewebeart.

Das gilt erst recht für kranke Zellen, deren Proteinzusammensetzung wichtige Aufschlüsse über das Krankheitsgeschehen liefern könnte. Es ist deshalb kein Wunder, dass die Pharmaindustrie die Fortschritte aufmerksam beobachtet. Sie hofft auf neue Ansatzpunkte (Targets) für Arzneien. Der Proteom-Markt (Instrumente, Zubehör, Dienstleistungen) könnte im Jahr 2005 bei sechs Milliarden Euro liegen, schätzen die Experten der Firma Frost & Sullivan, Medikamente oder Diagnostika nicht eingerechnet.

Attraktives Ziel für Arzneimittel

Die Proteomforschung steht vor drei Hauptaufgaben: alle Proteine zu erkennen, die in einem bestimmten Zelltyp, Gewebe oder Organismus gebildet werden; herauszufinden, welche Netzwerke die Proteine in der Zelle bilden; zu ermitteln, welche räumliche Gestalt das Protein hat – und auf diese Weise seine Achillesferse zu finden, die es zu einem attraktiven Ziel für Arzneien machen (siehe Infografik).

Proteine (Eiweiße) bestehen aus langen, kompliziert gefalteten Aminosäureketten. Die Reihenfolge dieser Aminosäuren ergibt sich aus dem genetischen Bauplan. Aber ein Protein ist keine simple eins-zu-eins-Version eines Gens. Schon beim biochemischen „Redigieren" des Bauplans besteht die Möglichkeit, aus einem einzigen Gen mehrere Protein-Varianten zu entwickeln. Nachdem das Protein gebaut wurde, kann es noch erweitert, beschnitten und verändert werden. Es gibt viele Kräfte, die jenseits des Gens Hand an sein Produkt legen.

Schließlich fügt sich das Protein in ein weitgespanntes Eiweiß-Netzwerk in der Zelle. Allmählich setzt sich die Vorstellung durch, dass das Innere der Zelle kein schleimig-waberndes Chaos ist, sondern ein vertracktes Kommunikationssystem voller Röhren und bioelektrischer Signalleitungen.

Es ist diese Komplexität, die Joachim Klose zweifeln lässt. Der Berliner Proteom-Pionier (siehe Beitrag auf dieser Seite) glaubt nicht so recht daran, dass ein Proteom-Projekt jemals an sein Ende kommen würde. „Das Proteom ist nicht zu fassen", sagt er. „Eine unendliche Vielfalt ist möglich."

Und wann wäre das Proteom-Projekt zu Ende? „Vielleicht, wenn wir über jedes Protein so viel wissen wie über das Bluteiweiß Hämoglobin“, sagt Klose. Um sich gleich zu fragen, wie viel wir wirklich über Hämoglobin wissen.Trotz seiner Skepsis gehört Klose zu den Begründern der internationalen „Human Proteome Organization", kurz „Hupo" genannt. „Hupo", im Februar 2001 ins Leben gerufen, soll die Erforschung des Proteoms vorantreiben und dabei Wissenschaftler, Industrie und Behörden zusammenbringen.

Bei der Proteomforschung setzen die Wissenschaftler auf Automation. So können Laborroboter gleichzeitig Tausende von Biomolekülen testen. In drei Jahren will das Biotechnik-Unternehmen Myriad Genetics aus Salt Lake City das menschliche Proteom „entziffert" haben. Noch sieht es nicht so aus, als ob daraus ein Wettrennen wird, wie es sich Craig Venter mit dem öffentlichen Genom-Projekt geliefert hat. wez

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