Jede unserer Zellen muss ständig Entscheidungen treffen. Soll sie wachsen oder sich teilen? Auf welche Signale aus der Umgebung soll sie reagieren? Diese lebenswichtigen Fragen beantwortet die Zelle mithilfe von Sensoren auf ihrer Oberfläche. Einem Team um den Biochemiker Benjamin Schumann von der TU Dresden ist es nun erstmals gelungen, diese Sensoren im Körper zu markieren und zu verfolgen. Die Entdeckung könnte künftig helfen, Krebs besser zu verstehen und zu bekämpfen.
Die Sensoren, um die es geht, heißen Proteoglykane. Das sind große Moleküle aus Eiweiß und langen Zuckerketten. Sie sitzen auf der Zelloberfläche wie Antennen und empfangen Signale aus der Umgebung. „Proteoglykane sind für das Wachstum der meisten unserer Organe von entscheidender Bedeutung", erklärt Benjamin Schumann, Professor für Biochemie an der TU Dresden. Veränderungen dieser Moleküle seien für sich entwickelnde Embryonen tödlich. Trotz ihrer Bedeutung waren Proteoglykane bisher kaum zu erforschen. Ihre komplexe Struktur macht es schwer, sie mit herkömmlichen Methoden zu analysieren.
Chemischer Trick macht Sensoren sichtbar
Schumann und sein Team entwickelten deshalb eine neue Methode. Sie nutzten dafür die sogenannte Click-Chemie, für die 2022 der Nobelpreis vergeben wurde. Die Forschenden veränderten ein Enzym so, dass es nur noch eine spezielle Form von Zucker verarbeitet. Dieser Zucker trägt eine chemische Markierung wie ein Leuchtschild. Wird er in die Proteoglykane eingebaut, lassen sich diese sichtbar machen und aus der Zelle isolieren. Das Besondere daran ist, dass die Zellen trotz der Markierung normal weiterarbeiten. Ihre biologische Funktion wird nicht gestört.
Neue Perspektiven für die Krebsforschung
Die Studie eröffnet nun viele Möglichkeiten. Forschende können die Moleküle in verschiedenen Situationen beobachten, etwa während sich Organe entwickeln. Schumann spricht sogar von „Designer-Proteoglykanen", bei denen die Zuckerketten durch andere Moleküle ersetzt werden. Seit August 2025 forscht der Biochemiker an der TU Dresden und will hier untersuchen, wie Proteoglykane zur Entwicklung komplexer Organe beitragen.
Besonders vielversprechend ist die Methode für die Krebsforschung. „Ich bin zuversichtlich, dass dieses Tracking-System uns helfen könnte, die Signale, die eine Krebszelle empfängt, zu verstehen und sogar zu modifizieren", sagt Schumann. Dies könne eines Tages helfen, bessere Behandlungsmethoden zu finden.
