Alle Zellen enthalten Mitochondrien, kleine, abgegrenzte Körperchen, die den größten Teil der in der Zelle benötigten Energie gewinnen. Mitochondrien enthalten eine eigene DNA (mtDNA), in der ein Teil der zur Energiegewinnung erforderlichen Proteinkomponenten codiert ist. Gene aus dem Zellkern sind aber für die Mitochondrienfunktion ebenfalls erforderlich. Die Gene der mtDNA werden in den Mitochondrien abgelesen und in Proteine übersetzt. Störungen der Mitochondrienfunktion führen zu Energiemangel, der sich insbesondere in energieintensivem Gewebe wie Gehirn, Muskeln und Leber bemerkbar macht. Die nachfolgenden Erkrankungen führen häufig schon frühzeitig zum Tode. Oft sind von den Funktionsstörungen der Mitochondrien nur bestimmte Gewebe betroffen, was auf eine gewebespezifische Regulation der mtDNA und/oder auf gewebespezifische Kompensationsmechanismen schließen lässt. Ein Gen in der mtDNA, dessen Mutation eine solche Krankheit hervorrufen kann, trägt die Bezeichnung Mto1. Proteine von Hefezellen, die Mto1 ähneln, wirken an der Umsetzung der Mitochondriengene in Proteine mit. Welche Funktonen Mto1 beim Menschen erfüllt, ist bisher nicht bekannt.
Im Rahmen des Forschungsprojekts werden deshalb die Funktion von Mto1 und der pathogene Mechanismus seiner Mutationen genauer untersucht. Dr. Wenz steht ein gentechnisch veränderter Mausstamm zur Verfügung, bei dem das Mto1-Gen abgeschaltet wurde. An diesen Tieren möchte die Wissenschaftlerin mit molekular- und zellbiologischen, verhaltensphysiologischen und biochemischen Methoden folgende Fragen beantworten:

• Wie wirkt sich das vollständige oder teilweise Fehlen von Mto1 auf Muskel-, Leber- und Gehirnfunktion aus? Sind an energieintensivem Gewebe Anomalien im Hinblick auf biochemische Parameter zu erkennen, die mit der Energieproduktion im Zusammenhang stehen? Kommt es zu Gewebeschäden?
• Wie wirkt sich das Fehlen von Mto1 auf die biochemischen Eigenschaften der Proteinkomplexe aus, die in den Mitochondrien der Energiegewinnung dienen?
• Welche Gene, die möglicherweise das Fehlen von Mto1 ganz oder teilweise kompensieren, werden bei Ausschaltung des Mto1-Gens aktiviert?
• Welche Funktionen erfüllt Mto1 normalerweise bei der Ablesung der mtDNA und der Umsetzung ihrer Information in Proteine? Mit welchen anderen Proteinen tritt es im Verlauf dieser Prozesse in Wechselwirkung?

Insgesamt möchte Dr. Wenz neue Aufschlüsse über die Funktion von Mto1 in den Mitochondrien und seine Mitwirkung an Mitochondrien-bedingten Krankheiten gewinnen.