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 Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik