In einem Durchbruch, der wie aus einem Science-Fiction-Roman klingt, haben Chemiker der University of California in Irvine und ihre australischen Kollegen etwas geschafft, was einst für unmöglich gehalten wurde: Sie haben einen Weg gefunden, Eiweiß aufzukochen. Bei dieser Entdeckung, die in der Zeitschrift ChemBioChem detailliert beschrieben wird, geht es nicht nur um kulinarische Magie – sie könnte die Kosten für die Krebsbehandlung, die Lebensmittelproduktion und mehr erheblich senken, was sich möglicherweise auf die 160 Milliarden US-Dollar schwere globale Biotechnologieindustrie auswirken könnte.
Professor Gregory Weiss von der UC Irvine, ein leitender Forscher dieser Studie, erklärt, dass sich ihre Arbeit auf die Proteine im Eiweiß konzentriert, die sich beim Kochen verheddern und ihre Funktion verlieren. Traditionell werden Proteine, wenn sie sich falsch falten, also die falsche Form annehmen, unbrauchbar, was ein großes Problem in der Biotechnologie darstellt, wo die Herstellung und das Recycling von Proteinen von entscheidender Bedeutung sind.
Beim Kochen eines Eies wird das Eiweiß 90 Minuten lang auf 20 Grad Celsius erhitzt, wobei die Proteine denaturieren – oder ihre natürliche Struktur verlieren. Weiss und sein Team haben eine Technik entwickelt, mit der diese Proteine wieder in ihren ursprünglichen, funktionellen Zustand zurückgefaltet werden können. Die Methode beginnt mit der Zugabe einer Chemikalie namens Harnstoff zum gekochten Eiweiß, die das feste Eiweiß wieder in eine flüssige Form zerlegt. Dies löst jedoch nur einen Teil des Problems, da die Proteine immer noch deformiert sind.
Hier kommt ein revolutionäres Gerät ins Spiel: ein Wirbelflüssigkeitsgerät, das vom Labor von Professor Colin Raston an der Flinders University in Südaustralien entwickelt wurde. Dieses Gerät übt eine starke Scherbeanspruchung auf die Proteine in dünnen Mikrofluidfilmen aus, entwirrt sie effizient und ermöglicht ihnen, in ihre richtige Form zurückzukehren. Beeindruckend ist, dass die Dialyse auf molekularer Ebene, die früher etwa vier Tage in Anspruch nahm, mit diesem neuen Ansatz jetzt in nur wenigen Minuten erreicht werden kann.
Während die Idee, ein Ei auszukochen, eine nützliche Demonstration ist, liegt der wahre Wert in der breiteren Anwendung dieser Technologie. Falsch gefaltete Proteine sind in verschiedenen Branchen, insbesondere in der Pharmaindustrie, ein häufiges und kostspieliges Problem. Beispielsweise verlassen sich Pharmaunternehmen häufig auf teure Verfahren mit Hamster-Eierstockzellen, die weniger anfällig für Proteinfehlfaltungen sind. Die neue Methode könnte eine kostengünstigere und schnellere Proteinherstellung unter Verwendung gängigerer Systeme wie Hefe oder E. coli ermöglichen, was zu geringeren Kosten bei der Herstellung von Krebsbehandlungen führen könnte.
Über die Medizin hinaus sind die Auswirkungen enorm. Käsehersteller, Landwirte und andere Branchen, die rekombinante Proteine verwenden, könnten eine höhere Effizienz und Kosteneinsparungen erzielen. Diese Technik könnte die Art und Weise, wie Proteine in mehreren Sektoren hergestellt und genutzt werden, grundlegend verändern und Prozesse billiger, schneller und umweltfreundlicher machen.
Das Experiment mit dem „ungekochten Ei“ unterstreicht einen bedeutenden Fortschritt in der Proteinforschung und verspricht nicht nur wissenschaftliche Intrigen, sondern auch praktische Anwendungen, die die Industrie verändern könnten.
Link zum Original-Forschungspapier
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