Flexible Proteine passen nicht zur Evolution

Schätzungsweise 30 Prozent der Proteine, die in den Zellen vorkommen, sind flexibel. Bis vor kurzem wusste man relativ wenig über sie, erklärt Boris Schmidtgall, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Studiengruppe «Wort und Wissen».

«Und die 30 Prozent gelten für grosse Lebewesen wie wir Menschen oder Elefanten oder ähnliche Tiere; also die grossen Vielzeller. Bei denen hat man anhand von Untersuchungen bemerkt, dass etwa ein Drittel aller Proteine zu den flexiblen Proteinen gehören.» Diese werden als «intrinsisch-unstrukturierte Proteine» (IUP) bezeichnet.

Diese Erkenntnis ist relativ neu, die Forschung steht hierbei noch in einem frühen Stadium. Nicht früher entdeckt wurde dies, «da wir in der Wissenschaft bestimmte Methoden verwenden, um Proteine zu charakterisieren – und sie zuerst überhaupt in der Zelle zu finden. Dazu gibt es ein bestimmtes Instrumentarium, mit dem wir diese Moleküle isolieren können. Dieses Instrumentarium hatte jedoch Defizite.»

Verhältnismässig neu entdeckt

Bisher sei es so gewesen, dass mit diesem Instrumentarium einzig solche Proteine isoliert wurden, die eine fixe 3D-Struktur haben und die nicht flexibel sind. «Die anderen Proteine sind bei dieser Isolier-Methode kaputtgegangen. Sie haben sich aufgelöst und konnten nicht isoliert werden.»

Ein zweiter Punkt ist, dass häufig die Proteine strukturell charakterisiert werden mit der Röntgen-Kristallographie. «Durch die Reflex-Signale erhält man ein Bild von diesem Protein.»

Nun ergeben aber diese unstrukturierten Proteine gar kein Bild, wenn die Röntgen-Kristallographie angewendet wird. «Deshalb wurden sie oft als unsichtbare Proteine bezeichnet.» Erst in den 1990er-Jahren wurden genetische Methoden eingesetzt. «Man hat bestimmte Abschnitte in der DNA exprimiert und geschaut, welche Funktion dieses Protein hat. Und so stellte man fest, dass es viele Proteine gibt, die man vorher gar nicht gesehen hat. Das Anwenden neuer Methoden hat dazu geführt, dass wir neue Dinge sehen konnten. Dazu gehören diese neuen Proteine.»

«Sie üben wichtige Funktionen aus»

Diese neu gefundenen Proteine üben erstaunlicherweise wichtige Funktionen aus. «Zu ihnen gehören solche Proteine, die biologische Signale weitergeben – was in einer Zelle sehr wichtig ist. Sie muss zum Beispiel auf Stress reagieren oder auf Nahrungsmittel-Knappheit und andere Herausforderungen.  Dazu sind Boten-Moleküle unverzichtbar.»

Eine weitere Funktion ist auch, dass sie bestimmte Prozesse in einer Zelle auslösen. In diesem Zusammenhang wird auch von Auslöser-Proteinen gesprochen. «Das unspezifische Immunsystem muss ja reagieren. Und dies wird häufig durch diese flexiblen Proteine ausgelöst. Und auch im Immunsystem selbst sind oft diese flexiblen Proteine beteiligt.»

Quantensprung für Schöpfungsargument

Je länger nun auch an der Funktion dieser Proteine geforscht wird, desto deutlicher wird, dass die Zelle noch einmal wesentlich komplexer ist, als bisher bekannt war. «Was eine evolutive Entwicklung ohne Zielvorgabe noch einmal unwahrscheinlicher werden lässt. Ein wesentliches Problem ist die Tatsache, dass diese Proteine multifunktional sind. In einer Sequenz sind mehrere Informationen gespeichert, nicht nur eine.»

Vorher war man der Ansicht, dass Proteine in einer Sequenz eine Funktion speichern. Nicht mehrere. «Eine Funktion, ein Protein. Bei diesen Proteinen sieht man nun aber, dass sie für verschiedene Funktionen zuständig sind. Das bedeutet, dass Mutationen bei diesen Proteinen mindestens eine Funktion empfindlich stören können – es liegt eine Verdichtung von Information in diesen Molekülen.»

«Ausgeklügelte Protein-Maschinen»

Viele Forscher würden deshalb von «ausgeklügelten Protein-Maschinen» sprechen. «Manche sprechen auch von ‘frühen Erfindungen der Evolution’. Wobei Evolution ja nichts erfinden kann. Erfindung setzt ja immer Intelligenz voraus. Das wird bei diesen Proteinen umso deutlicher.»

Diese Proteine ermöglichen eine grössere Kompaktheit der Zelle. Weil sie Multi-Tasking-fähig sind, sparen sie Material. «Würden diese Proteine durch normale, strukturiere Proteine ersetzt, wäre die Zelle viel grösser oder dichter; was bei der bereits sehr dichten Zelle schwer zu realisieren wäre. Wir haben also eine höhere Kompaktheit und dadurch Materialeinsparung. Diese zwei Punkte deuten klar auf Desgin hin.»

IUP fügen sich nicht gut in den Stammbaum der Lebewesen

Diese Gegebenheit kommt bei verschiedenen Lebewesen vor. Würde man dem evolutionären Stammbaum Glauben schenken, müsste sich diese hochkomplexe Protein-Ausstattung mehrfach unabhängig voneinander ohne Zielvorgabe von selbst entwickelt haben.

«Es ist auffällig, dass diese Verteilung in der Tierwelt ziemlich eigenartig ist.» Sogar bei Bakterien sind bis zu zwei Prozent Anteile an solchen flexiblen Proteinen zu finden. Und beim Menschen sind es ungefähr 30 Prozent. «Und manche Bakterien, die im Toten Meer leben, haben bis zu 34 Prozent dieser Proteine. Da ist keine Ordnung zu sehen, die einem evolutionären Stammbaum entsprechen bzw. diesen wiederspiegeln würde.»

«Es sieht nach einem klugen Bauplan aus»

Eine weitere Sache sei auffällig: «Im Zusammenhang mit diesen flexiblen Proteinen hat man modulare Proteine vermehrt entdeckt. In ihnen sind grosse Abschnitte vorhanden, die flexibel sind. Und dann gibt es wiederum Abschnitte, die strukturiert sind. Dazu müssen die Aminosäuren sortiert werden. Nur wenn bestimmte dieser Aminosäuren verbunden werden, ergeben sich flexible Abschnitte. Es sind Unordnung-fördernde Aminosäuren. Dann gibt es Ordnung-fördernde Aminosäuren, die vor allem strukturierte Abschnitte bilden. Und nun müsste man sich die Frage stellen, wie es zustande gekommen ist, dass diese Aminosäuren sortiert worden sind, denn es gibt viele Proteine, wo diese Aminosäuren sortiert worden sind. Und es gibt überhaupt keinen Ansatz dafür, wie man das mit Hilfe von nicht zielgerichteten Prozessen hinbekommen sollte, dass modulare Proteine enstehen.»

«Es sieht nach einem klugen Bauplan aus, nach jemandem, der gezielt die Aminosäuren so angeordnet hat, dass sich flexible Abschnitte ergeben und strukturierte Abschnitte. Die strukturierten Abschnitte sind für die Interaktion zuständig und die flexiblen ermöglichen das gezielte Abtasten. Das sieht sehr stark nach Intelligenz aus. Und zwar nach einer, welche die unsere bei weitem überflügelt. Das sehe ich immer wieder in der Forschung.»

Webseiten:
wort-und-wissen.de
genesisnet.info

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