Ein janusköpfiges Protein gibt der inneren Uhr den Takt vor
Von Sabine Schiner

Das zirkadiane System steuert Körpertemperatur, Blutdruck und Hormonhaushalt. Ein Forscherehepaar der Purdue Universität in West Lafayette im US-Bundesstaat Indiana hat jetzt herausgefunden, daß die biologische Uhr im Körper des Menschen durch ein einzelnes Protein kontrolliert wird.
Diese Entdeckung könnte helfen, neue Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln, etwa wenn die innere Uhr durch Jetlag, Schichtarbeit, Winterdepressionen oder durch andere gesundheitliche Probleme durcheinander gebracht worden ist, heißt es in einer Pressemitteilung der Universität.
Menschliche Zellen haben einen 24-Minuten-Wachstumszyklus - sie dehnen sich zwölf Minuten aus und pausieren zwölf Minuten, bevor sie erneut wieder anwachsen. Die Professoren Dorothy und James Morré haben nun ein Protein entdeckt, das bestimmt, wann diese Zellen aktiv oder inaktiv sind. Verändert das Protein seine Struktur, kann dies die innere Uhr völlig aus dem Takt bringen - normalerweise hat der biologische Rhythmus beim Menschen um die 24 Stunden. Die beiden Forscher schafften es jedoch, das Protein so zu verändern, daß der Ryhthmus einem 42-Stunden-Tag entsprach.

Für diese zelluläre Feinabstimmung ist, so die US-Wissenschaftler, ein einzelnes Proteinmolekül in Zylinderform verantwortlich, das sowohl die Wachstums- als auch die Pausenphasen kontrolliert. "Wir haben ein janusköpfiges Protein mit zwei unterschiedlichen Gesichtern", sagt dazu Professor James Morré.

Um sicherzustellen, daß das noch immer namenlose Protein wirklich beide Phasen steuert, hatten die beiden Wissenschaftler die entsprechenden Gene isoliert. Dann klonten sie das Protein und veränderten es so, daß es unterschiedliche Periodenlängen in den Zellen induzierte. "Wir konnten so die Perioden auf 22 bis zu 42 Minuten verändern", erzählt Morré.
Das Forscherehepaar hofft nun, daß ihre Entdeckung dabei helfen kann, neue Therapiemöglichkeiten für Menschen mit verstellter innerer Uhr zu finden.

Die Theorie des Ehepaars zur inneren Uhr ist umstritten. Erst kürzlich wurde etwa von Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für Experimentelle Endokrinologie in Hamburg ein reiskornkleiner Nervenkern im Zwischenhirn als das zentrale Uhrwerk im Organismus identifiziert (die "Ärzte Zeitung" berichtete).

Danach funktioniert das Uhr-Gen-Period wie eine Wasseruhr: Kontinuierlich setzen die Zellen die Geninformation in Protein um, bis sie überlaufen. Dann blockieren die Proteine sich selbst und werden abgebaut - ein Kreislauf, der unter normalen Lichtverhältnissen 24 Stunden dauert.