Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der zelluläre Müllbeutel

13.01.2016

Bei der Autophagozytose, dem Prozess der Abfallverwertung in den Zellen werden molekularen Müllbeutel hergestellt. Wie jetzt in Nature Communications berichtet, haben Wissenschaftler vom Max-Plack-Institut für Biochemie in Martinsried einen molekularen Klebstoff entdeckt, der das Ausgangsmaterial für die Müllbeutel, kleinen Fettbläschen, zusammenklebt. Die Autophagozytose hilft Krebszellen eine Chemotherapiebehandlung zu überleben. Deshalb könnte ein den Wissenschaftlern bekannter Hemmstoff für den molekularen Kleber die Grundlage für eine neue Krebs-Therapie sein.

Autophagozytose ist ein wichtiger Prozess der zellulären Abfallverwertung. Dieser liefert ungewünschtes oder geschädigtes Material aus dem Zellplasma an das Lysosom, die Recyclinganlage der Zellen. Dafür werden besondere Müllbeutel, sogenannte Autophagosomen hergestellt, die den Abfall erkennen, einschließen und an die Recyclinganlage weiterleiten.


Zwei Atg9-Fettbläschen (orange), werden durch den Atg1-Kinasekomplex (blau) verbunden. Diese Fettbläschen sind das Ausgangsmaterial für zelluläre Müllbeutel.

Für die Herstellung dieser speziellen Müllbeutel sind zwei Eiweißkomponenten notwendig. Eines ist Atg9, ein Membraneiweiß, das in kleinen Vesikeln, eine Art Fettbläschen, eingelagert ist, die das Ausgangsmaterial für den Autophagosom-Müllbeutel bilden.

Die zweite Komponente ist der Atg1-Kinasekomplex, ein großer Eiweißkomplex, der aus fünf Untereinheiten besteht. Die Wissenschaftler haben jetzt herausgefunden, wie die beiden Komponenten an der Herstellung des Autophagosoms beteiligt sind.

Die Wissenschaftler haben das Ausgangsmaterial für die Müllbeutel, die künstliche Atg9-Vesikel im Reagenzglas hergestellt. “Durch die Zugabe vom Atg1-Kinasekomplexes konnten wir zeigen, dass ein Atg1-Kinasekomplex zwei Atg9-Moleküle bindet und somit wie eine Art Klammer funktioniert und zwei Atg9-Vesikel miteinander verknüpft“ erklärt Yijian Rao aus dem Team von Thomas Wollert, Leiter der Abteilung Molekulare Membran- und Organell-Biologie.

Wenn kein Müll vorhanden ist, können zwei Untereinheiten des Atg1-Kinasekomplexes die Atg9-Bindungsstelle blockieren und so das Verknüpfen der Vesikel verhindern. Dann können keine Autophagosom-Müllbeutel entstehen. „Das heißt, das Verknüpfen der Membranen und die Herstellung des Müllbeutels wird durch die verschiedenen Untereinheiten der Atg1-Kinase kontrolliert“, erklärt Rao weiter.

Entscheidend für eine spätere medizinische Anwendung der Forschungsergebnisse ist ein kleines Peptid mit therapeutischem Potential. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass ein bestimmtes Peptid den Atg1-Kinasekompex in Hefezellen hemmt.

Da Atg1 und Atg9 sowohl in Hefezellen als auch in menschlichen Zellen vorkommt, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass ein ähnlicher Wirkstoff die Autophagozytose in menschlichen Zellen hemmen kann.

Krebszellen nutzen die Autophagozytose, um eine Chemotherapiebehandlung zu überleben. Heutige Krebsmedikamente verursachen die Schädigung der Krebszellen, damit sie sterben. Leider werden bei dieser Behandlung nicht nur Krebszellen, sondern auch gesunde Zellen von den Medikamenten geschädigt.

Eine Möglichkeit, die Krebszellen empfindlicher zu machen, ist die Hemmung ihrer Autophagozytose. „Der Hemmstoff des Autophagozytose-Klebstoffes verhindert die Herstellung der Müllbeutel und stoppt die Autophagozytose sehr spezifisch. Dieses Peptid könnte die Grundlage für die Entwicklung eines Antikrebsmedikamentes sein oder die Effektivität eines heutigen Chemotherapie-medikamentes verbessern“, fasst Rao zusammen.

Originalpublikation:
Rao, Y., Perna, M.B., Hofmann, B., Beier, V., Wollert, T.: The Atg1-kinase complex tethers Atg9-vesicles to initiate autophagy. Nature Communications, Januar 12, 2016
Doi: 10.1038/NCOMMS10338

Kontakt:
Dr. Thomas Wollert
Molekulare Membran- und Organell-Biologie
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
E-Mail: wollert@biochem.mpg.de
www.biochem.mpg.de/wollert

Dr. Christiane Menzfeld
Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Tel. +49 89 8578-2824
E-Mail: pr@biochem.mpg.de
www.biochem.mpg.de

Weitere Informationen:

http://www.biochem.mpg.de - Webseite des Max-Planck-Institutes für Biochemie
http://www.biochem.mpg.de/wollert - Webseite der Forschungsgruppe von Thomas Wollert

Dr. Christiane Menzfeld | Max-Planck-Institut für Biochemie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten