Das Gehirn von Patienten mit neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) enthält ungewöhnliche Ansammlungen unlöslicher Proteine. Diese Eiweiße können von der Zelle nicht mehr abgebaut werden und tragen zum Absterben von Hirnzellen bei. Nun klärten Biochemiker der Uniklinik Mainz, wie schädliche Proteine in Nervenzellen abgebaut werden. Demnach spielt ein bestimmtes Molekül bei der Entsorgung des Zellmülls eine Schlüsselrolle.

Zum Abbau von Proteinen hat eine Zelle zwei Möglichkeiten: Gewöhnlich sorgt dafür das sogenannte Proteasom, ein zelleigener Proteinkomplex. Werden aber unter akutem Stress besonders viele Eiweiße geschädigt, greift die Zelle auf die sogenannte Autophagie zurück. Das Umschalten zwischen beiden Mechanismen regeln die beiden Co-Chaperone BAG1 und BAG3.

Die Wahl hängt vom Alter der Neuronen ab. In jungen Nervenzellen begünstigt ein hoher BAG1-Spiegel den Abbau über das Proteasom, in gealterten Neuronen bevorzugt BAG3 dagegen die Autophagie. Die Zelle passt das Verhältnis von BAG1 und BAG3 dem jeweiligen Zellmilieu an, das von der Alterung abhängt.

Im Fachblatt „EMBO-Report“ beschreiben die Mainzer Forscher detailliert, wie defekte Proteine per Autophagie abgebaut werden. Dazu überträgt BAG3 die schadhaften Eiweiße auf das Motorprotein Dynein. Dieses transportiert den Müll entlang winziger Mikroröhrchen zu einer speziellen Sammelstelle, dem Aggresom. „BAG3 agiert gewissermaßen als Müllmann der Zelle und sorgt dafür, dass die für den Abbau vorgesehenen Eiweiße sortiert und an einer Sammelstelle konzentriert werden“, erläutert der Forscher Christian Behl. „Der Proteinabbau durch die BAG3-vermittelte Autophagie kombiniert dann Müllabfuhr und Müllverbrennung in Einem.“