Stock Photo newspapers

In Form bringen

Tom Rapoport, der Sprecher der zweiten MDC Lecture, die Ende Dezember am MDC stattfand, hat seine Karriere dem endoplasmatischen Retikulum gewidmet. Das endoplasmatische Retikulum – kurz ER - ist ein Zellkompartiment, oder ein Organell, das am Anfang des Sekretionswegs der Zelle liegt. Dort werden sekretorische Proteine und andere Komponenten des Sekretionswegs produziert, gefaltet, verpackt und für eine schnelle und korrekte Zustellung an ihren Zielort adressiert. Das ER hat neben Qualitätskontrolle und Abfalltrennung noch viele weitere Funktionen, mit deren Aufschlüsselung die Wissenschaftler erst jetzt begonnen haben.

 

MDC-Alumnus Tom Rapoport forscht seit 20 Jahren in Harvard. Foto: Rapoport/HHMI

Die grundlegende Frage

Die Morphologie dieses vielbeschäftigten Organells ist beeindruckend. Im Prinzip besteht das ER aus miteinander verflochtenen Tubuli, die den Zellkern umzingeln und weit in das Zytoplasma hinein reichen. Dieses Geflecht bildet ein kontinuierliches System, das allerdings morphologisch sehr unterschiedliche Abschnitte beinhaltet. Jeder dieser Abschnitte hat einen anderen Arbeitsauftrag.

Tom Rapoport forscht, um den Designplan des ER aufzuschlüsseln und zu verstehen. In seinem Vortrag mit dem Titel „Wie werden Organellen in Form gebracht?“ berichtete Tom, wie er und sein Team diese Frage wissenschaftlich angehen. Toms Forschung ist Vorzeige-Biochemie – klarer reduktionistischer Ansatz, breitgefächerte, modernste Methodologie und immer der nächsten logischen Frage folgend – das ist Inspiration für alle Grundlagenforscherinnen und -forscher und das Rezept für Toms Erfolg.

 

Anett Köhler, Postdoc im Sommer-Labor: “Heute sah ich mein Lieblingsorganell in neuem Licht.“
Foto: L. Bengtsson/MDC

Für Anett Köhler, eine Postdoktorandin in Thomas Sommers Labor, war der Vortrag ein Aha-Erlebnis. „Ich arbeite am ERAD, dem ER-Abfallbeseitigungssystem, und habe bis jetzt nie über die Form des ER nachgedacht. Heute habe ich mein Lieblingsorganell im neuen Licht gesehen.“

Eine Heimkehr

„Es war sehr schön, einen alten Kollegen in gewohnter Qualität zu hören“, kommentierten Franz Noll und Ernst-Georg Krause, frühere Forschungsgruppenleiter am MDC. „Ein alter Kollege“, weil auch Tom Rapoport an der Akademie der Wissenschaften der DDR, am Zentralinstitut für Molekularbiologie und am MDC forschte, bevor er im Jahr 1995 mit seiner Forschungsgruppe zur Harvard University, School of Medicine umsiedelte. Die MDC Lecture fiel mit dem 20. Jahrestag seines Abschieds vom MDC zusammen. „Der Campus hat sich unglaublich verändert, ich erkenne ihn kaum wieder“, sagte Tom, „aber ich erkenne immer noch ein paar Gesichter. Das ist nett. Wir altern als Kohorte...“

 

MDC-Alumni Franz Noll and Ernst-Georg Krause: „Es war sehr schön, einen alten Kollegen in gewohnter Qualität zu hören.“
Foto: L. Bengtsson/MDC

Neue alte Traditionen

Die alternde Kohorte stellte bei weitem nicht die einzigen Zuhörer von Toms Vortrag. Die MDC-Gemeinschaft scheint die neue Lecture-Serie akzeptiert zu haben und füllte den Axon I bis auf den letzten Platz. Das ist nicht selbstverständlich – es herrscht ein harter Kampf ums Publikum am MDC, wegen der vielen Vorträge und Seminare, die täglich angeboten werden. „Damals, als wir die Berlin Lecture on Molecular Medicine angefangen haben“, erzählte Tom, „hatten wir ein 20-köpfiges Auswahlkomitee. Das war unser Trick, um genug Zuhörer zu gewinnen.“

Die Berlin Lecture on Molecular Medicine ist die Vorläuferin der MDC Lecture. Sie wurde 1992 von Tom Rapoport und Detlev Ganten, dem Gründungsdirektor des MDC, ins Leben gerufen. Der allererste Vortragende war Günter Blobel, der Nobelpreis-Gewinner des Jahres 1999. Der zweite Gast, Sydney Brenner, bekam den Nobelpreis im Jahre 2002. Andere exzellente, international anerkannte Gäste folgten. Das Komitee hatte gutes Gespür für bahnbrechende Wissenschaftler, vielleicht mit einer Ausnahme: Toms Vorschlag, Alfred Gilman als den dritten Sprecher einzuladen, wurde überstimmt. Schade, wie sich später herausstellte: Es wäre eine Serie geworden – später im selben Jahr wurde Alfred Gilman der Nobelpreis verliehen.

Die Berlin Lecture hat demnach die Latte hoch gelegt für ihr nachfolgende Lecture-Serien. Die Organisation ist diesmal etwas anders: das 20-köpfige Auswahlkomitee wurde auf das ganze MDC erweitert und es werden vier MDC-Lectures pro Jahr veranstaltet. Jeder Forschungsbereich (Kardio, Neuro, Krebs und Systembiologie) kann so einen Wunschkandidaten pro Jahr einladen. Walter Birchmeier koordiniert und unterstützt den Prozess, mit Organisationshilfe von Nuria Cerda-Esteban aus dem wissenschaftlichen Vorstand.

Fazit

Die Berlin Lecture brauchte einen frischen Start. Das neue Konzept geht offensichtlich auf, und wer weiß – vielleicht werden Fred Alt (erste MDC Lecture) und Tom Rapoport auch irgendwann den Nobelpreis verliehen bekommen?

Was das in Form bringen des endoplasmatischen Retikulums betrifft, haben Tom und sein Forschungsteam zumindest einen Teil des Designplans herausgefunden:

Die Proteinfamilien Atlastins, Lunapark und Reticulons kooperieren miteinander, um eine bestimmte Kurvatur an den Kanten der Tubulimembrane zu kreieren und drei-Wege-Verbindungen zwischen den Tubuli zu erzwingen. Diese Verbindungen sind die Basis für die Netzwerkstruktur des ER. Was auf den Elektronenmikroskopiebildern wie Scheiben erscheint, sind aufeinander gestapelte ER-Membrane. Toms Labor benutzte 3D-Bild-Rekonstruktions-Ansätze und fand heraus, dass diese Scheiben eine Art miteinander verbundene Plattformen sind. Zusammen formen diese eine Struktur, die an ein Parkhaus erinnert. Ein Protein auf der Reise durch das ER muss einfach immer in die gleiche Richtung abbiegen, um von unten nach oben zu gelangen.

Der Vorteil dieses Designs? Energie und Platzsparpotenzial. Keine Verpackungs-, keine Sekretionskosten, keine Unterbrechungen – die Proteine können sich durch das ER-Netzwerk bewegen, ohne die gewohnte Umgebung zu verlassen. Außerdem ermöglicht dieses System der Zelle, jede Menge ER-Membrane in ihren beengten Räumlichkeiten unterzubringen.

 

Der kommissarische MDC-Direktor Thomas Sommer mit Tom Rapoport: "Ich wäre nicht hier ohne Tom. Er hat mich damals rekrutiert." Foto: L. Bengtsson/MDC

Tom Rapoport schaute am Ende seines Vortrags auf sein Publikum und fasste zusammen: „Die Organell-Form ist eine komplizierte wissenschaftliche Frage, mit noch sehr vielen Unbekannten. Hoffentlich können Sie dazu beitragen, manche von diesen zu lösen“. Auf die Frage, welche Wünsche oder Kommentare er an die MDC-Gemeinschaft richten möchte, antwortete Tom enthusiastisch: „Oh, das ist einfach: Weiter so!“