Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

50 Jahre altes Rätsel gelöst: Warum sich bestimmte Zellen abstossen

02.10.2015

Wenn Zellen aus dem Bindegewebe aufeinanderprallen, stossen sie sich ab – dieses Phänomen wurde bereits vor über 50 Jahren entdeckt. Erst jetzt haben Forscher an der Universität Basel die molekularen Grundlagen dieses Prozesses aufgedeckt, wie sie in der Fachzeitschrift «Developmental Cell» berichten. Ihre Erkenntnisse könnten für die Krebsforschung wichtig werden.

Fibroblasten sind bewegliche Bestandteile des Bindegewebes, dessen Festigkeit sie auch regulieren. Darüber hinaus spielen Fibroblasten eine wichtige Rolle bei malignen Hauterkrankungen wie etwa dem Melanom. In der Forschung dienen sie als Modellsystem, um die Wanderung der Zellen zu studieren.


Beweglicher Fibroblast: Das Protein srGAP2, das die Abstossungsreaktion einleitet, ist an der Zellfront stark konzentriert (unten, in Rot, Gelb und Grün).

Universität Basel, Departement Biomedizin

Signalkette identifiziert

In den frühen 1950er-Jahren entdeckte der britische Zellbiologe Michael Abercrombie, dass sich kollidierende Fibroblasten gegenseitig abstossen und dabei die Bewegungsrichtung ändern. Er nannte dieses Phänomen «contact inhibition of locomotion». Obwohl dabei einzelne Proteine als wichtige Faktoren identifiziert wurden, glichen die molekularen Grundlagen dieser Reaktion eher einem Puzzle im Anfangsstadium. Vor allem war ungeklärt, welche Abstossungssignale daran beteiligt sind, wie sie von aussen in die Zelle gelangen und wie sie das Zellskelett beeinflussen, das wiederum die Zellbewegung reguliert.

Die Forschungsgruppe von Prof. Olivier Pertz an der Universität Basel hat nun genau diese Fragen beantwortet. Sie identifizierte eine zusammenhängende Signalkette, die aus drei Proteinen namens Slit2, Robo4 und srGAP2 besteht und so funktioniert:

- Der Abstossungsfaktor Slit2 bindet an den Rezeptor Robo4, worauf das Signal ins Zellinnere gelangt und srGAP2 aktiviert.
- Dieses Molekül hemmt darauf den Regulator Rac1, der das Zellskelett koordiniert.
- Durch die Inaktivierung von Rac1 zieht sich die Zelle zurück, sodass sich zwei Zellen abstossen.

Schaltet man die Funktion von Slit2, Robo4 oder srGAP2 aus, bleiben zusammenstossende Zellen aneinander kleben und kommen nicht so leicht wieder voneinander weg.

Eine «molekulare Stossstange»

Das Besondere an dieser Signalkette ist, dass sie sich vorne an der Zellfront befindet, und zwar auch dann, wenn Zellen nicht miteinander kollidieren, sondern sich frei bewegen. Indem in der Zelle eine Art «molekulare Stossstange» zusammengesetzt wird, ist für den Fall einer Kollision zwischen Zellen vorgesorgt. Wo genau diese Stossstange platziert werden muss – nämlich nur in sich nach vorne bewegenden Teilen der Zelle –, wird durch die Zellgeometrie bestimmt, die wiederum vom Protein srGAP2 dechiffriert wird.

Durch die Integration von Membrankrümmung und Abstossungssignalen wird somit sichergestellt, dass die Zell-Zell-Abstossung an der richtigen Stelle stattfindet. Diese Abstossungsreaktion könnte eine wichtige Rolle bei der Metastasierung von Krebs spielen. Dafür spricht, dass die Expression von Slit und Robo bei mehreren Krebsarten dereguliert ist.

Originalbeitrag

Rafael Dominik Fritz, Denis Menshykau, Katrin Martin, Andreas Reimann, Valeria Pontelli, and Olivier Pertz
SrGAP2-Dependent Integration of Membrane Geometry and Slit-Robo-Repulsive Cues Regulates Fibroblast Contact Inhibition of Locomotion
Developmental Cell (2015), doi: 10.1016/j.devcel.2015.09.002

Weitere Auskünfte

Prof. Dr. Olivier Pertz, Universität Basel, Departement Biomedizin, Tel. +41 61 267 35 41, E-Mail: olivier.pertz@unibas.ch

Christoph Dieffenbacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Berichte zu: Expression Festigkeit Fibroblast Krebs Signalkette Zellbiologe Zelle Zellen Zellinnere Zellskelett

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscherteam der Universität Bremen untersucht Korallenbleiche
24.04.2017 | Universität Bremen

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

Expert meeting “Health Business Connect” will connect international medical technology companies

20.04.2017 | Event News

Wenn der Computer das Gehirn austrickst

18.04.2017 | Event News

7th International Conference on Crystalline Silicon Photovoltaics in Freiburg on April 3-5, 2017

03.04.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung