Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das geordnete Chaos im Zelltransport

18.02.2005


Richtungsweisend: Dresdner Max-Planck-Forscher zeigen, wie Golgin-Proteine die Transporter im Golgi-Apparat lenken


Ein elektronenmikroskopischer Blick in die Zelle. Deutlich ist am unteren Rand ein Teil des Zellkerns zu sehen, sowie darüber die Membranstruktur des Golgi-Apparates, die ein wenig an gestapelte Pfannkuchen erinnert. Der Reaktionsraum ist etwa zwei Tausendstel Millimeter groß, umgeben ist er von winzigen Transportvesikeln. Bild: Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik



In den modernen Briefzentren Deutschlands jagen täglich 72 Millionen Sendungen durch die Sortiermaschinen. Lastwagenweise werden diese Unmengen an Papier eingesammelt, identifiziert, sortiert, transportiert und verteilt - und am nächsten Tag landet aus dieser scheinbar undurchschaubaren Papierflut jeder einzelne Brief im richtigen Briefkasten. Absender und Adressat bestimmen zweifelsfrei Richtung und Ziel der Postsendung. Ähnlich komplex und effizient funktionieren auch die Transportvorgänge innerhalb des Golgi-Apparates, einer funktionellen Einheit der Zelle, die die Aufgabe einer Verteilerstelle im Stoffwechsel hat. Forschern des Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden ist es nun gelungen, die molekularen Adressaten im Postversand der Zelle ausfindig zu machen: Mit der eingehenden Untersuchung von Proteinen der Golgin-Familie konnten sie Subpopulationen der so genannten COPI-Vesikel isolieren und deren Transportrichtung bestimmen. Die Arbeit trägt maßgeblich zum Verständnis gerichteter Transportvorgänge innerhalb der Zelle bei (Science, 18. Februar 2005).



Der Golgi-Apparat ist ein Zellorganell, ein Membran umschlossener Teilbereich der Zelle (Kompartiment), das meist in der Nähe des Kerns zu finden ist und quasi aus Membranstapeln besteht. In diesem Reaktionsraum werden zum einen die vom endoplasmatischen Retikulum abgesonderten Produkte stufenweise chemisch abgewandelt, andererseits wird eine Vielzahl anderer Moleküle zu den verschiedensten Bereichen in der Zelle gelenkt. Im Prinzip ist der Golgi-Apparat vergleichbar mit einer Verteilerstelle, die die Post - in diesem Fall bestimmte Moleküle - mit Boten in die einzelnen Haushalte schickt. Als Postboten fungieren dabei winzige Membranbläschen, von den Forschern Vesikel genannt, die ihre Fracht aufnehmen, sich ablösen und auf den Weg machen.

Um zu gewährleisten, dass sie den richtigen Weg einschlagen und bei der Verteilung in verschiedene Richtungen kein Chaos eintritt, muss freilich der Transport innerhalb des Golgi-Apparates genauestens koordiniert sein. Als Postboten oder Paketwagen dienen hier so genannte COPI-Vesikel. Sie übernehmen sowohl den internen Golgi-Transport als auch den Transport zurück zum endoplasmatischen Retikulum. Unklar war bisher allerdings, wie diese Transportrichtungen bestimmt und gelenkt werden.

Um diese Frage zu beantworten, nahmen die Dresdner Max-Planck-Forscher zwei molekulare Kandidaten ins Visier: die Proteine p115 und CASP. Sie gehören zur Familie der Golgine und spielen vermutlich eine Rolle als Rezeptoren, also als Andockstellen für die COPI-Vesikel am Golgi-Apparat. Sind diese Andockstellen genauso spezifisch wie Name und Adresse eines Postempfängers und damit eindeutig vom Postzusteller zu identifizieren? Landen in diesem "Briefkasten" nur bestimmte "Briefe"? Die Wissenschaftler ersannen ein entsprechendes Testverfahren: Sie koppelten die Proteine jeweils separat an eine Glasoberfläche, in diesem Fall an Objektträger, und konnten auf diese Weise mit jedem der beiden Proteine Subpopulationen von Vesikeln quasi herausfischen, die sich hinsichtlich ihrer zu befördernden Fracht klar voneinander unterschieden. Darüber hinaus konnten die Forscher beweisen, dass eine der identifizierten Subpopulationen das rückläufige Recycling von Enzymen aus dem Golgi-Apparat vermittelt.

Viele wichtige Funktionen von Zellen, angefangen von der Aufrechterhaltung der spezifischen Zusammensetzung von Membrankompartimenten bis hin zur Reizübertragung durch Nervenzellen werden durch zielgerichteten vesikulären Transport vermittelt. Ein Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen ist daher in der Zellbiologie von herausragender Bedeutung.

Jörg Malsam | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpi-cbg.de

Weitere Berichte zu: COPI-Vesikel Golgi-Apparat Protein Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie