Mitochondrien, die als „Kraftwerke der Zelle“ bekannt sind, spielen eine essenzielle Rolle für den Stoffwechsel und die sogenannte Zellatmung, über die Zellen ihre Energie gewinnen. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Regensburg hat nun das bislang wenig erforschte Mikroprotein SMIM26 genauer untersucht. Dieses winzige Protein gewährleistet den effizienten Austausch wichtiger Moleküle zwischen den Mitochondrien und dem umgebenden Cytoplasma. Dadurch übernimmt es eine zentrale Funktion für die gesamte Energieversorgung der Zelle.
SMIM26: Die Brücke im Membransystem der Mitochondrien
Obwohl Mikroproteine aus weniger als 100 Aminosäuren – den kleinsten Bausteinen von Proteinen – bestehen, wurden sie lange Zeit übersehen. Erst in den vergangenen Jahren konnten Forschende dank neuer Methoden viele dieser sehr kleinen Proteine entdecken. Deshalb verspricht diese bislang wenig erforschte „Schwarze Materie“ in der Protein-Welt nun interessante neue Entdeckungen sowie Einblicke in das Funktionieren von Zellen und die Entstehung von Krankheiten. Da Mitochondrien durch eine äußere (OMM) und eine innere Mitochondrienmembran (IMM) vom umliegenden Cytoplasma abgegrenzt werden, sitzen in beiden Membransystemen Transportproteine, die den Ein- und Auslass wichtiger Stoffwechsel-Moleküle regeln.
Die Forschenden konnten zeigen, dass SMIM26 genau hier eine wichtige Aufgabe übernimmt, indem es die Transportproteine der äußeren und inneren Membran verbindet und so den Austausch zentraler Stoffwechselprodukte wie z. B. ATP (Adenosintriphosphat) und ADP (Adenosindiphosphat) koordiniert. Da diese Moleküle als „Energiewährung“ der Zelle dienen, ist dieser Austausch entscheidend dafür, dass die Zellatmung und die ATP-Produktion, also die zelluläre Energieversorgung, reibungslos funktionieren.
Folgen bei Verlust des Mikroproteins SMIM26
Fehlt SMIM26, hat dies spürbare Folgen, da die Energieproduktion in menschlichen Laborzellen deutlich schlechter läuft, während Zebrafische mit defektem smim26-Gen langsamer wuchsen sowie deutliche Wachstums- und Zellatmungsdefizite zeigten. Bei Mäusen führte der Verlust des Proteins sogar zum Tod in sehr frühen embryonalen Entwicklungsstadien. Damit zeigt die Studie, wie wichtig Mikroproteine für grundlegende Prozesse in der Zelle sind, während die Ergebnisse gleichzeitig darauf hindeuten, dass SMIM26 auch bei Erkrankungen wie Krebs eine Rolle spielen könnte, da Tumorzellen auf einen effizienten Energiestoffwechsel angewiesen sind.
Quelle
Universität Regensburg (05/2026)