Blockade von Protein stoppt Fortpflanzung

HANNOVER. Bei der sexuellen Vermehrung, bei der Ei und Spermium verschmelzen, ist das Protein HAP2 unentbehrlich: Es sorgt dafür, dass die Zellmembranen sich verbinden können – etwa bei Parasiten, Pflanzen und Insekten, heißt es in einer Mitteilung der Medizinischen Universität Hannover (MHH). Dies eröffne neue Wege, durch Parasiten übertragene Erkrankungen wie Malaria oder Toxoplasmose, zu bekämpfen. Denn Medikamente oder Impfstoffe könnten HAP2 angreifen und so die Vereinigung der parasitären Geschlechtszellen und damit die Fortpflanzung verhindern.

Ein internationales Wissenschaftlerteam, zu dem Professor Thomas Krey vom Institut für Virologie der MHH gehört, ist diesem Ziel ein Stück näher gekommen: Die Forscher konnten die dreidimensionale Struktur sowie den Mechanismus der HAP2-vermittelten Keimzellenverschmelzung aufzeigen. Zudem konnten sie aufdecken, dass HAP2 und Proteine, die das Eindringen von viralen Krankheitserregern in die Wirtszelle ermöglichen, einen gemeinsamen evolutionären Ursprung haben (Cell 2017; 168 (5): 904–915).

"Wenn wir die geschlechtliche Vermehrung von Parasiten verhindern können - beispielsweise von Plasmodium, dem Erreger der Malaria beim Menschen - hätten wir ein sehr effektives Werkzeug im Kampf gegen viele Krankheiten. Denkbar wäre, Antikörper herzustellen, die die Fusion der Keimzellen von Plasmodium blockieren", wird Krey in der Mitteilung zitiert.

Die Wissenschaftler ermittelten die Funktion von HAP2 bei der einzelligen Grünalge Chlamydomonas reinhardtii. "Eine einzelne, spezifische Aminosäure, die in allen bisher untersuchten HAP2-Proteinen vorkommt, ist für die Fusion der beiden Geschlechtszellen unentbehrlich. Die Blockade dieser Aminosäure führte dazu, dass die Zellmembranen nicht vollständig fusionieren konnten", so Krey in der Mitteilung.

Die Forscher verglichen zudem die dreidimensionale Struktur von HAP2 der Grünalge mit der von Proteinen, die es Viren ermöglichen, in menschliche Zellen einzudringen – etwa den Dengue- und Zikaviren. Die Untersuchung der Struktur mittels Röntgenkristallografie zeigte unverkennbar die Ähnlichkeit von HAP2 und den viralen Fusionsproteinen, da sie auf identische Art gefaltet sind. "Vermutlich stammen HAP2 und die viralen Fusionsproteine von demselben evolutionären Vorläufer ab. Somit haben die sexuelle Vermehrung und virale Infektionen den gleichen Ursprung", so Krey. (eb)