Titin – Den Funktionen eines Multitalents auf der Spur

Titin ist das größte Protein im menschlichen Körper und hat seinen Platz im Sarkomer, der molekularen Arbeitseinheit der Muskelfasern von Bewegungsapparat und Herz. Es stellt eine elastische Verbindung zwischen Teilen des Sarkomers her, die sich bei Kontraktion des Muskels aufeinander zu bewegen und bei Entspannung in ihre Ausgangsposition zurückkehren. Gemeinsam mit Kollegen von der University of Arizona und der Washington State University untersucht die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Michael Gotthardt am Max-Delbrück-Centrum in Berlin Funktionen des Titins im Kontext von Biomechanik, Stoffwechsel- und Signalwegen. Auf diese Weise wollen sie mehr über die Ursachen von Herzerkrankungen und Muskelschwund zu erfahren.

Das Titin-Molekül besteht aus mehr als 26.000 Bausteinen, die sich zu funktionellen Modulen gruppieren. Um eine Vorstellung über die Funktionen einzelner Baugruppen zu bekommen, hat das Gotthardt-Labor Mäuse geschaffen, deren Herzmuskelzellen Titin mit veränderten Modulen produzieren. Entweder ist ein bestimmtes Modul von Beginn an funktionsunfähig oder seine Produktion kann abgeschaltet werden. Dabei haben die Forscher festgestellt, dass Titin zahlreiche regulatorische Funktionen erfüllt. Wenn sie zum Beispiel das N2B-Modul ausschalten, entwickeln die Mäuse ein kleineres Herz mit verkürzten Sarkomeren und geringerer Elastizität. Die Wissenschaftler um Michael Gotthardt haben mit diesen so genannten N2B-KO-Mäusen erstmalig ein Titin-basiertes Tiermodell für die besonders bei Frauen verbreitete diastolische Herzinsuffizienz geschaffen. An ihm können molekulare Mechanismen untersucht werden, die zur Entstehung von Herzinsuffizienz führen. Und daraus hoffen die Wissenschaftler, neue Strategien für die Therapie entwickeln zu können.