Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schritt für Schritt die Scheinfüßchen entschlüsseln - Neuer Komplex bei Einzellern und menschlichen Zellen gefunden

11.05.2006
Scheinfüßchen sind das Mittel der Wahl zur Fortbewegung und Nahrungsaufnahme bei einigen Amöben, anderen Einzellern sowie bestimmten Immunzellen. Als eine Variante dieser Pseudopodien sind auch die fadenförmigen Filopodien Ausstülpungen der Zellen. Sie enthalten gebündelte Filamente aus Aktin, einer der wichtigsten Komponenten des Zytoskeletts.

Diese außerordentlich flexible und sich ständig verändernde Struktur übernimmt in Zellen - auch denen des Menschen - Transportprozesse und verleiht ihnen Stabilität. Einzelne Aktinmoleküle schließen sich zu langen Filamenten zusammen, die dann mit Hilfe so genannter Aktin bindender Proteine gebündelt werden können. Das Team um Professor Michael Schleicher vom Adolf-Butenandt-Institut der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München und Dr. Jan Faix, jetzt Universität Hannover, zeigte nun, dass das Protein VASP sehr viel wichtiger ist als bislang angenommen, wie in der aktuellen Ausgabe der "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) berichtet. "Wir haben uns VASP in der Bodenamoebe Dictyostelium discoideum und auch in menschlichen Zellen angesehen", so Schleicher. "In beiden Fällen war das Protein essentiell für den Aufbau und die anschließende Bündelung der Aktinfilamente."

Pseudopodien sind Ausstülpungen der betreffenden Zellen, mit deren Hilfe sich diese fortbewegen und Nahrung aufnehmen können. Typisch dafür sind eine veränderliche Körperstruktur mit eher formlos wirkenden Fortsätzen, die ein fließendes Vorwärtskommen ermöglichen - eine im Wortsinne "amöboide" Bewegung. Wichtig für den Menschen ist dies bei bestimmten Immunzellen. Die Makrophagen etwa kommen nur mit Hilfe ihrer Pseudopodien voran und nutzen sie auch, um Krankheitserreger zu umschließen und letztlich aufzunehmen. Die Fibroblasten dagegen nutzen für die Fortbewegung fokale Kontakte, um beispielsweise in Wunden zu wandern und diese verschließen zu können. Bei ihnen finden sich unter anderem auch die charakteristisch fadendünnen Filopodien. Diese sind nur eine Variante der verschiedenen Pseudopodien, die alle auf das Zytoskelett für Stabilität und Flexibilität angewiesen sind. Dieser wichtige Bestandteil von Einzellern und den Zellen höherer Lebewesen kann seine verschiedenen Funktionen nur mit Hilfe einer Vielzahl von Komponenten erfüllen. Aktin ist essentiell, wobei das einzelne Aktin-Molekül nicht viel vermag. Erst im Verband als Filament, entstanden aus einer Unmenge linear angeordneter Einzelmoleküle, kann Aktin seine Aufgaben übernehmen.

Dabei zeigt sich eine besondere Dynamik: Aktinfilamente "wachsen" überwiegend nur in eine Richtung und werden am anderen Ende kontinuierlich abgebaut - wenn dies nicht extra verhindert wird. So genannte verkappende Proteine, die "capping proteins", können ein Aktinfilament in beide Richtungen stabilisieren. Wenn sie sich an einem Ende anlagern, verhindern sie entweder ein weiteres Anwachsen oder den Abbau. Eine Vermutung war, dass VASP Aktinfilamente vor diesen "capping proteins" schützen könnte, so dass der Anbau zusätzlicher Aktinmoleküle erfolgen kann. Das allerdings wurde durch die vorliegende Arbeit widerlegt. Die Wissenschaftler zeigten vielmehr, dass VASP an das Protein dDia2, dessen Rolle bei der Bündelung von Aktinfilamenten ebenfalls von der Schleicher-Gruppe nachgewiesen worden war, bindet. Auch der Hinweis auf die Verbindung dieser beiden Proteine macht eine Rolle von VASP bei der Entfernung der "capping proteins" sehr unwahrscheinlich. Von dDia2 ist bereits bekannt, dass es in den Spitzen der wachsenen Filopodien liegt und außerdem nötig ist für das Anwachsen der Aktinfilamente. Auch von VASP gab es Ergebnisse in vitro, die eine Bindung an Aktinmoleküle sowie eine Rolle bei der Initiierung des Aufbaus von Filamenten und deren Bündelung zeigen.

Widersprüchlich waren da nur Hinweise, die eine Interaktion von VASP mit den "capping proteins" vermuten ließen. "Das konnten wir aber eindeutig widerlegen und vielmehr zeigen, dass VASP sowohl in der Bodenamoebe als auch in menschlichen Zellen die Bildung von Aktinfilamenten anregt und diese dann bündelt", so Schleicher. "Der Komplex aus dDia2 und VASP sitzt in der Spitze von Filopodien, und wir vermuten, dass diese beiden Proteine dort die Aktindynamik in den Filopodien kontrollieren." Der Komplex bleibt sogar an dieser Stelle, während die Aktinfilamente noch aufgebaut werden - und wird wahrscheinlich mit der Filopodienspitze zusammen voranbewegt. Was noch fehlt, ist der Nachweis, dass VASP nicht nur in vitro, sondern auch in der Zelle die Bildung von Aktinfilamenten initiieren kann. "Besonders interessant war jetzt aber schon zu sehen, dass sich die VASP-Proteine aus der relativ einfachen Bodenamoebe und den menschlichen Zellen praktisch identisch verhalten", meint Schleicher. "Das erlaubt die äußerst verführerische Spekulation, dass der Komplex aus VASP und einem Formin wie dDia2 ein in der Evolution konservierter Mechanismus der Filopodienbildung ist - von den Einzellern bis zum Menschen."

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Michael Schleicher
Adolf-Butenandt-Institut der LMU
Tel.: 089-2180-75876
Fax: 089-2180-75004
E-Mail: schleicher@lrz.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://zellbio.web.med.uni-muenchen.de
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Berichte zu: Aktin Aktinfilament Einzellern Filament Filopodien Komplex Protein VASP

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie