Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Zelle auf die Füße geschaut

14.04.2008
Forscher des Helmholtz-Zentrums entwickeln neue Analysemethode der Zellbewegung

Wie Zellen sich bewegen, verraten FRAP und FLIP: Dabei handelt es sich aber nicht um Figuren aus einer Zeichentrickserie für Kinder, sondern um komplizierte Mikroskopietechniken, mit denen Dynamik und Umsatz von Proteinen in einer Zelle verfolgt werden können.

Forscher des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) haben mit diesen Methoden - gemeinsam mit Kollegen aus dem King's College in London und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften - einen tiefen Einblick in die Mechanismen bekommen, mit denen Zellen sich bewegen. Dabei machten sie grundlegende Entdeckungen über die Veränderungen des Zellskeletts bei deren Wanderung.

Die Arbeiten veröffentlichte jetzt die renommierte Fachzeitschrift "The EMBO Journal". Gleichzeitig bewertete das angesehene Internet-Wissenschaftsportal "Faculty of 1000" die Ergebnisse als "must read" - eine hohe Auszeichnung für wissenschaftliche Veröffentlichungen.

Die Zellen unseres Körpers sind nicht starr, sondern äußerst beweglich. Sie wandern während der Embryonalentwicklung zu ihren Bestimmungsorten oder bei einer Immunantwort zur Infektionsstelle. Krebszellen breiten sich im Körper aus, Wunden schließen sich durch Zellbewegung.

Damit eine Zelle auf Wanderschaft gehen kann, stülpt sie einen Teil ihrer Zelloberfläche nach außen, ein so genanntes Lamellipodium. Auf diese Weise breitet sich die Zelle in die Richtung aus, in die sie sich bewegen möchte. Über Verankerungsproteine hält sie sich dann am Untergrund fest und zieht den Rest der Zelle ein Stück nach. Eine entscheidende Rolle bei der Zellbewegung spielt das Zellskelett - ein äußerst dynamisches Netzwerk von Proteinen, welches fadenförmige Molekülketten bildet, die der Zelle ihre Form geben und sie stabilisieren.

Bisher war unbekannt, wo genau diese Zellskelett-Filamente gebildet und verlängert werden - im gesamten Lamellipodium oder nur an vorderster Front und wie dieser Prozess molekular reguliert wird. Um das zu untersuchen, verwendeten die HZI-Forscher um Klemens Rottner Mikroskopiemethoden, die man als FRAP und FLIP bezeichnet. Dazu bringen die Forscher zunächst mit einem Farbstoff markierte Filament-Proteine sowie deren Regulatoren in die Zelle ein: Das Zellskelett erscheint im Mikroskop. Anschließend bleicht man mit einem Laser einen genau umgrenzten Bereich im Lamellipodium aus, der Farbstoff verblasst daraufhin und der Bereich wird schwarz.

Da im Rest der Zelle noch viel farbiges Protein vorhanden ist und das Zellskelett sehr dynamisch ist, füllt sich der ausgeblichene Bereich langsam wieder mit Farbe. Diese Wiederherstellung der farbigen Zellskelettstrukturen wird anschließend analysiert und ermöglicht zu klären, wo und wie das Filament-Netzwerk des Lamellipodiums aufgebaut wird. Ein neu entwickeltes Ausleseverfahren der erhobenen optischen Daten sowie ein mathematisches Modell der Filamentneubildung im Lamellipodium vervollständigen diese Arbeit.

"Mit dieser Methode haben wir einen neuen Standard in der Analyse der Komponenten des Zellskeletts gesetzt", erklärt Rottner. "Sie ist ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der molekularen Mechanismen, die an der Bewegung von Zellen beteiligt sind." Aber auch für die Infektionsforschung seien diese Erkenntnisse wichtig, da die Prozesse auch Krankheitserreger nutzten, um Zellen zu infizieren.

Originalartikel:
FPL Lai, M Szczodrak, J Block, J Faix, D Breitsprecher, HG Mannherz, TEB Stradal, GA Dunn, JV Small, K Rottner. Arp2/3 complex interactions and actin network turnover in lamellipodia. Embo J. 2008 Apr 9; 982-992

Hannes Schlender | idw
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de

Weitere Berichte zu: Lamellipodium Zellbewegung Zelle 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
Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
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