Biologen am Paul Scherrer Institut PSI in Villingen haben die Struktur eines wichtigen Bestandteils im Auge entziffert. Mit ihrer im Fachmagazin „Nature Structural & Molecular Biology“ veröffentlichten Studie haben sie den Weg für Behandlungen bisher unheilbarer Erbkrankheiten geebnet, heisst es in einer Medienmitteilung. Menschen, bei denen das Protein nicht funktioniert, erblinden.

Die Wissenschaftler um Jacopo Marino haben die Struktur des sogenannten CNG-Ionenkanals erforscht. Der Kanal besitze die Aufgabe eines Pförtners, der das Sehsignal vom Auge ins Gehirn weiterleitet. Er ermöglicht es Menschen und Tieren, im Dämmerlicht zu sehen und beispielsweise Sterne am Nachthimmel zu erkennen.

Um die natürliche Struktur des Kanalproteins zu analysieren, hat es die Biologin Diane Barret zwei Jahre aus Augen von geschlachteten Kühen isoliert. „Das war eine sehr herausfordernde Aufgabe, denn das Protein ist sehr empfindlich und zersetzt sich schnell. Auch liegt es in nur sehr geringen Mengen in dem Ausgangsmaterial vor“, wird die Doktorandin in der Medienmitteilung zitiert.

Mit Hilfe der Kryoelektronenmikroskopie haben die Forschenden schliesslich die dreidimensionale Struktur des Ionenkanals dekodiert. Dabei überraschte die Forschenden ein Seitenarm des Proteins, eine einzige herausstehende Aminosäure. Sie bilde eine Engstelle, die bisher unbekannt gewesen sei. „So etwas hat niemand erwartet“, wird Diane Barret weiter zitiert.

In ihrer Studie zeigen sie und ihre Kollegen zudem, dass sich diese „zusätzliche Schranke nicht nur im Protein des Kuhauges, sondern quer durch alle Tierarten“ befindet. Evolutionär betrachtet zeige dies, dass sie für die Funktion des Kanals unabdingbar sein müsse. Auf der Grundlage dieser neuen Erkenntnisse kann nun an Heilmethoden für bisher nicht heilbare Erbkrankheiten wie Retinitis pigmentosa gearbeitet werden. ko