Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Antenne der Zelle

30.01.2015

Göttinger Biophysiker entdecken unerwartete Eigenschaften bei sensorischen Antennen von Zellen

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Göttingen hat die mikromechanischen Eigenschaften von primären Zilien erforscht. Diese antennenähnlichen Organellen dienen vielen Arten von Zellen in höheren Lebewesen zur Erkennung von Umweltsignalen.


Schema von dem Verankern der Zilie in der Zelle. Dabei werden Kräfte von der Zelle auf die Zilie übertragen.

Grafik: Universität Göttingen


Mikroskopbild einer Zilie.

Foto: Universität Göttingen

Die Wissenschaftler der Göttinger Fakultät für Physik, der National Institutes of Health in Bethesda (USA) und des Vanderbilt Medical Centers in Nashville (USA) benutzten Lichtmikroskopie und optische Pinzetten zur Abbildung und Manipulation der Zilien an den Oberflächen lebender Zellen in Zellkulturen.

Dabei stellten sie überraschenderweise fest, dass die Antennen nicht nur passiv Signale empfangen, sondern sich auch aktiv orientieren und bewegen können. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA erschienen.

Primäre Zilien sind entwicklungsgeschichtlich alte Organellen, deren Funktion bisher nur unzulänglich aufgeklärt werden konnte. Im Gegensatz zu beweglichen Zilien und Flagellen, die zum Beispiel auf den Oberflächen menschlicher Lungenepithelzellen zum Abtransport von Staub und anderen Verunreinigungen dienen, besitzen sie keine Motorproteine, mit denen sie sich aktiv verformen könnten.

Deshalb glaubten Forscher bisher, dass sie ausschließlich passive Sensoren seien. Die neuen Messungen des Teams unter der Leitung von Prof. Dr. Christoph Schmidt vom III. Physikalischen Institut der Universität Göttingen haben aber gezeigt, dass die Zilien elastisch im Inneren der Zelle verankert sind, und dass sie sich keineswegs passiv verhalten. Da sie in das mechanisch sehr aktive Netzwerk des Zytoskeletts eingebettet sind, kann die Zelle mit Hilfe der Myosinmotoren, die Kräfte im Zytoskelett erzeugen, die Zilien bewegen und ausrichten.

„Die Zilien, die genau wie kleine Stabantennen aussehen, nehmen also nicht nur chemische und mechanische Signale aus der Umgebung auf, sondern fungieren auch als Sendeantennen, die Signale nach außen abgeben können“, so Prof. Schmidt. „Wozu diese aktive Funktion dient, ist noch nicht bekannt. Möglicherweise kalibrieren die Zellen durch die eigene Vibration der Antenne deren Empfindlichkeit gegen äußere mechanische Signale.”

Originalveröffentlichung: Christopher Battle et al. Intracellular and extracellular forces drive primary cilia movement. Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 2015. Doi: http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421845112.

Hinweis an die Redaktionen:
Fotos zum Thema haben wir im Internet unter http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=5049 zum Download bereitgestellt.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Christoph Schmidt
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik – III. Physikalisches Institut
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-7740
E-Mail: christoph.schmidt@phys.uni-goettingen.de
Internet: http://www.dpi.physik.uni-goettingen.de/de/science/people/211r125.html

Weitere Informationen:

http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421845112

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen
16.01.2018 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

nachricht Leuchtende Echsen - Knochenbasierte Fluoreszenz bei Chamäleons
15.01.2018 | Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns

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: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Im Focus: Wie Metallstrukturen effektiv helfen, Knochen zu heilen

Forscher schaffen neue Generation von Knochenimplantaten

Wissenschaftler am Julius Wolff Institut, dem Berlin-Brandenburger Centrum für Regenerative Therapien und dem Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

2. Hannoverscher Datenschutztag: Neuer Datenschutz im Mai – Viele Unternehmen nicht vorbereitet!

16.01.2018 | Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

Tagung „Elektronikkühlung - Wärmemanagement“ vom 06. - 07.03.2018 in Essen

11.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal mit neuem Onlineauftritt - Lösungskompetenz für alle IT-Szenarien

16.01.2018 | Unternehmensmeldung

Die „dunkle“ Seite der Spin-Physik

16.01.2018 | Physik Astronomie

Wetteranomalien verstärken Meereisschwund

16.01.2018 | Geowissenschaften