Coronine kommen im gesamten Tierreich vor – von einzelligen Amöben bis zum Menschen. Sie sind an zahlreichen lebenswichtigen Prozessen beteiligt, etwa der Immunabwehr, der Entwicklung von Organismen und dem Überleben von Zellen. In Lehrbüchern und zahlreichen wissenschaftlichen Studien werden sie seit Jahrzehnten vor allem als Proteine beschrieben, die an Aktin binden, einem wichtigen Bestandteil des Zellskeletts.
Aufgrund dieses Zusammenspiels etablierte sich die Vorstellung, dass Coronine primär den Auf- und Umbau des Zellskeletts steuern. Dieses Netzwerk aus Aktinfilamenten verleiht Zellen ihre Form und Stabilität, ermöglicht ihnen, sich zu bewegen und hilft bei der Organisation des Zellinneren. Eine neue Studie unter der Leitung von Prof. Dr. Jean Pieters vom Biozentrum stellt diese weit verbreitete Lehrmeinung infrage. Demnach sind Coronine für die Organisation des Aktin-Zellskeletts insgesamt weit weniger wichtig als angenommen. Stattdessen übernehmen sie andere Aufgaben in der Zelle. Die Arbeit erschien kürzlich in der Fachzeitschrift «PLOS Biology».
Lehrbuchwissen auf dem Prüfstand
Um die lang diskutierte Frage zu klären, untersuchte das Team Coronin-Proteine mit vielfältigen Methoden. «Im Laufe der Jahre konnten wir in den unterschiedlichsten Modellsystemen keine Hinweise darauf finden, dass Coronin-Proteine direkt an Aktin binden oder dessen Dynamik beeinflussen“, sagt Prof. Jean Pieters. «Selbst Zellen ohne Coronine können ihr Aktin-Zellskelett normal aufbauen und umstrukturieren. Aber nur weil wir keine Belege finden, heißt es nicht, dass es diese Funktion nicht gibt.»
Ein besonders wichtiges Ergebnis betrifft eine Methode, die in der Forschung routinemäßig eingesetzt wird. Um Proteine in lebenden Zellen sichtbar zu machen, werden sie häufig einem «Etikett» markiert. «Diese molekularen Marker sind sehr nützlich und galten bislang als unbedenklich, um die Funktion von Proteinen zu untersuchen», erklärt Erstautor Roko Gvozdenica. «Wir konnten nun jedoch zeigen, dass das Markieren von Coronin möglicherweise dessen Funktion beeinträchtigt und damit auch die Lokalisation in der Zelle.»
Die Forschenden vermuten daher, dass ein Teil der bisherigen Hinweise, die für Verbindung von Coroninen und Aktin sprechen, auf methodisch bedingten Artefakten beruht. Zudem zeigte die Studie, dass viele der gebräuchlichen Antikörper zum Nachweis von Coroninen nicht spezifisch genug sind. Das unterstreicht, wie wichtig es ist, Antikörper sorgfältig zu validieren.
Coronine wichtig für Zellkommunikation
Die Forschenden sehen die Hauptaufgabe der Coronine in einem anderen Bereich: «Wir konnten in den vergangenen Jahren zeigen, dass sie bei der Signalübertragung in der Zelle eine Rolle spielen», sagt Pieters. «Beim Immunsystem ist dies wichtig, um eine normale Anzahl an T-Abwehrzellen aufrechtzuerhalten. Nur so kann der Körper Infektionen oder Krebs wirksam bekämpfen.»
Die Ergebnisse stellen zwar ein lang akzeptiertes Modell infrage, schließen einen Zusammenhang zwischen Coroninen und dem Zellskelett jedoch nicht aus. Vielmehr könnten Coronine die Organisation des Zellskeletts sowohl direkt als auch indirekt über ihre Funktion in der Signalübertragung beeinflussen.
Indem die Studie langjährige Vorstellungen in diesem Forschungsgebiet kritisch hinterfragt, ermöglicht sie eine neue Sicht auf die Rolle von Coronin-Proteinen bei der Signalübertragung. Dies könnte unter anderem erklären helfen, wie Zellen miteinander kommunizieren, ihr Überleben sichern und das empfindliche Gleichgewicht in der Zellzahl aufrechterhalten.
Universität Basel
Originalpublikation:
Roko Gvozdenica Sipic, Haiyan Zhang, Andrii Kharin, Jerneja Koren, Viviana d’Otolo, Yuko Nariai, Takeshi Urano, Pawel Pelczar, Klemens Frohlich, Alexander Schmidt, Urszula Brykczynska Kunzmann, Tohnyui Ndinyanka Fabrice, Alexey Baldin, Jean Pieters. "Reassessment of the roles of coronin proteins as actin effectors and in signaling", PLOS Biology; https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003904
