150 Jahre TUM – Geschichten zum Jubiläum 2018
Protein-Landkarte
Auf dem Weg zur personalisierten Medizin
In Speichel, Blut und Ohrenschmalz suchen sie nach den Alleskönnern unseres Körpers: den Proteinen. Sie durchforschen unterschiedlichste Körpergewebe und Körperflüssigkeiten, sogar zahlreiche Tumorzellen: So erstellen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Biochemiker Bernhard Küster 2014 die erste Karte des menschlichen Proteoms, also der Gesamtheit aller Proteine in unserem Körper. Sie identifizieren 18.097 dieser Eiweiße und damit über 90 Prozent des Proteoms. Und sie finden heraus, wo sie sich im Körper befinden und wie viele Varianten es jeweils von ihnen gibt.
Das ist wichtig für die Entwicklung einer so genannten personalisierten Medizin, die speziell auf die Patientin oder den Patienten ausgerichtet ist. Denn was in den vergangenen Jahren immer klarer wurde: Nicht nur unsere Gene, sondern auch unsere Proteine haben Einfluss auf uns und unsere Krankheiten. Das gilt besonders für Krebs. Denn Tumore entstehen aus fehlgesteuerten Körperzellen, die von Patient zu Patient sehr verschieden sind. Eine personalisierte Medizin berücksichtigt somit neben den genetischen Voraussetzungen auch das Proteom von Betroffenen. Bei den Krebszellen deuten erste Untersuchungen von Küster und seinem Forschungsteam darauf hin, dass Krebsmedikamente bei Zellen von unterschiedlichen Personen anders wirken – eben wegen ihrer unterschiedlichen Proteine.
Die Landkarte wird weltweit befüllt
Küster und sein Team erstellen mit ihren Ergebnissen die bisher umfangreichste Protein-Datenbank „ProteomicsDB“. Mit einer neu entwickelten Software können sie selbst und Proteinfachleute weltweit ihre Daten speichern, verknüpfen und auswerten.
Jeder kann die Ergebnisse der eigenen Proteinforschung hinzufügen, denn das Programm ist frei im Netz verfügbar. So füllen sie alle gemeinsam nach und nach die letzten weißen Flecken auf der Proteinlandkarte des Menschen.
Proteine – variantenreich und wandelbar
Proteine sind wahre Verwandlungskünstler, das macht ihre Analyse sehr schwierig. Abhängig davon, wo und unter welchen Bedingungen sie im Körper zu finden sind, schlüpfen sie in unterschiedliche Rollen. Ihre chemischen Eigenschaften und ihr Aussehen verändern sich dann – und es wird noch schwerer, sie zu unterscheiden.
Somit gibt es für jedes der fast 20.000 Proteine, die Küster und sein Team gefunden haben, noch unzählige Varianten. Die Aufgabe der Forscherinnen und Forscher wird es in Zukunft sein, auch all diese Varianten zu finden.
Wichtiges Werkzeug: Das Massenspektrometer
Proteine sind sehr klein. Deshalb sind aufwändige technische Verfahren nötig, um sie zu analysieren. Eines davon ist die Massenspektrometrie. Dabei wird zuerst die Molekülkette eines Proteins in kurze Fragmente zerlegt, um diese dann nach Gewicht und elektrischer Ladung zu sortieren. Wie bei einem Puzzle lassen sich anschließend die Daten auswerten, die über die Einzelstücke gewonnen werden, und am Computer wieder virtuell zusammenfügen.
Im Vergleich mit bereits bekannten Datensätzen können Forscherinnen und Forscher dann sehr genau bestimmen, um welches Protein es sich handelt. Entscheidend dafür sind aber große Datenbanken, die alle bisher bekannten Proteine verzeichnen – so wie die Datenbank von Bernhard Küster.
„Wenn wir zum Beispiel das Proteinprofil eines Tumors kennen, könnten wir in Zukunft Medikamente viel zielgerichteter verabreichen.“
Bernhard Küster, Professor für Proteomik und Bioanalytik an der Technischen Universität München
Disclaimer
Diese Geschichte erschien 2018 zum 150-jährigen Jubiläum der TUM auf einer inzwischen deaktivierten Jubiläumswebsite.
Text: Team Web Communications der TUM; Grafiken: KW NEUN
Literatur zur Geschichte der TUM
- Wolfgang A. Herrmann (Hrsg.), Martin Pabst/Margot Fuchs (Verf.), Technische Universität München - Geschichte eines Wissenschaftsunternehmens, 2 Bd., Berlin 2006.
Link zum Online-Katalog der Universitätsbibliothek - Wolfgang A. Herrmann, Winfried Nerdinger (Hrsg.), Die Technische Hochschule München im Nationalsozialismus, München 2018.
Link zum kostenlosen Download über mediaTUM (PDF, 79 MB)
Link zur Bestellung des Buches
Link zu Exemplaren in der Universitätsbibliothek - Irene Meissner, Bauten+Kunst. Technische Universität München 1868-2018, München 2018. Link zum Online-Katalog der Universitätsbibliothek
- Martin Pabst, Alumni der TUM. Prägende Gestalter aus der Technischen Universität München, München 2018. Link zum Online-Katalog der Universitätsbibliothek
- Martin Pabst, Köpfe der TUM. Geniale Entdecker und Erfinder aus der Technischen Universität München, München 2018. Link zum Online-Katalog der Universitätsbibliothek
- Brigitte Röthlein, Pioniere gestalten die Welt der Technik. 150 Jahre Forschung an der Technischen Universität München, München 2018. Link zum Online-Katalog der Universitätsbibliothek
Weitere Bücher und Informationen zur Geschichte der TUM
Dank
Wir danken allen, die uns beim Schreiben der Texte und bei den Visualisierungen unterstützt haben. Insbesondere den Autorinnen und Autoren der genannten Bücher, den Expertinnen und Experten an den Lehrstühlen, den Professoren und Professorinnen, den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie den Pressereferentinnen und -referenten des Corporate Communications Centers der TUM. Dank gilt auch den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Architekturmuseums, des TUM Klinikums Deutsches Herzzentrum, des TUM Klinikums rechts der Isar, der European Space Agency (ESA) und allen anderen, die uns fachlich beraten und Bildmaterial zur Verfügung gestellt haben.
Die Jubiläumsgeschichten verfasste das Team Web Communications der TUM. Die Umsetzung der grafischen Inhalte übernahm die KW NEUN – Designagentur.