Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eingehakt: So bewegen Zellen ihren Kern

28.07.2014

Forscher des Universitätsklinikums Heidelberg veröffentlichen in Nature Cell Biology: Proteinanker verbindet Zellkern mit Förderband

Bewegt eine Zelle sich fort, muss sie dazu auch ihre inneren Strukturen, darunter den Zellkern, der die Erbinformation enthält und schützt, in Bewegungsrichtung transportieren. Wie sie das macht, ist nahezu unbekannt. Forscher aus Heidelberg und New York haben nun ein Protein identifiziert, das bei diesem Transportprozess eine wichtige Rolle spielt.


Bindegewebszelle in Bewegung: Die Proteine Nesprin-2 Giant (grün) und FHOD1 (rot) verhaken den Zellkern (blau) an den sich bewegenden kabelartigen Aktin-Filamenten.

Stefan Kutscheidt/Oliver Fackler

Gemeinsam mit einem weiteren Protein verankert es den verhältnismäßig sperrigen Kern an den sogenannten Aktin-Filamenten, die bei Zellbewegungen wie ein Förderband funktionieren. Sie ziehen den Zellkern mit. Das Wissen um diesen Bewegungsmechanismus könnte u.a. für die Krebsmedizin von Nutzen sein, z.B. um besser zu verstehen, wie Tumoren Absiedlungen bilden oder in gesundes Gewebe hineinwachsen. Die Forschungsergebnisse sind im Fachmagazin „Nature Cell Biology“ erschienen.

Mechanismus der Zellkernbewegung noch weitestgehend unbekannt

Beweglichkeit ist für die meisten Zellen des Körpers wichtig: Nur so können sie im jeweiligen Gewebe den richtigen Platz einnehmen – beispielsweise bei der Entwicklung eines Organs im Embryo oder bei Immunreaktionen zur Abwehr von Infektionen. Bewegungskünstler unter den Zellen sind die weißen Blutkörperchen des Immunsystems. Sie schlängeln sich bei Entzündungsreaktionen zwischen den Zellen eines Gewebes hindurch, um Fremdkörper, Viren oder Bakterien zu bekämpfen.

Dabei ist es wichtig, Zellkern und andere Strukturen organisiert mit zu bewegen. Andernfalls würden diese sich wie ein Klotz am hinteren Ende der Zelle sammeln und das Vorankommen in den schmalen Zellzwischenräumen erheblich behindern. „Dass sich der Zellkern bei diesem Prozess aktiv bewegt, ist erst seit wenigen Jahren bekannt“, sagt Professor Dr. Oliver T. Fackler, Leiter der Sektion Integrative Virologie des Departments für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg. „Über die Maschinerie, die dahinter steckt, weiß man daher bislang noch sehr wenig.“

Die neuen Ergebnisse bringen etwas Licht ins Dunkel: Zwei Proteine, das bereits bekannte Nesprin-2 Giant und das bislang nicht mit diesen Vorgängen in Verbindung gebrachte FHOD1, verhaken den Zellkern an den sich bewegenden Aktin-Filamenten. Diese kabelähnlichen Strukturen bilden das Skelett der Zellen, stabilisieren deren Form und verschieben sich bei der Fortbewegung in Gleitrichtung. „Die Bewegung des Zellkerns funktioniert wie bei einem Cable Car, bei dem der Wagon an ein Umlaufseil angekoppelt wird“, erklärt Fackler. Fehlt FHOD1, ist der verbliebene Greifarm aus Nesprin-2 Giant zu schwach, der Zellkern bleibt liegen und die Zellbewegung wird beeinträchtigt.

Fehlerhaftes Protein könnte angeborene Herzerkrankungen mit verursachen

Der Wissenschaftler und seine Kollegen gehen davon aus, dass angeborene Fehler in diesem wichtigen Mechanismus Organstörungen zur Folge haben können. So ist bei bestimmten angeborenen Herzerkrankungen die Funktion des Herzmuskels beeinträchtigt, weil die Kerne innerhalb des Muskelzellverbands nicht korrekt positioniert sind. „Man muss dies erst genauer prüfen, wir vermuten aber dass bei einigen Patienten Veränderungen des FHOD1 Proteins die Ursache der Erkrankung sein könnten“, so Fackler.

Möglicherweise spielt das Protein auch eine Rolle bei der Krebsentstehung, da insbesondere die Absiedelung von Tumorzellen direkt von der Beweglichkeit der Zellen abhängt. Als Mitglied einer Gruppe sehr ähnlicher Proteine, der Formine, ist es gewissermaßen vorbelastet: Von allen 15 bisher bekannten menschlichen Forminen weiß man, dass sie bei der Krebsentstehung beteiligt sein können und eine Rolle von FHOD1 in der Tumorzellbewegung wurde bereits beschrieben.

„Als nächsten Schritt untersuchen wir daher gerade, ob die Rolle von FHOD1 in der Tumorzellbewegung auf den von uns entdeckten Mechanismus zur Regulation der Kernbewegung zurückzuführen ist. Eventuell tun sich dabei Möglichkeiten auf, die Mobilität und aggressive Ausbreitung der Krebszellen zu behindern“, sagt der Molekularbiologe.

Literatur:
FHOD1 interaction with nesprin-2G mediates TAN line formation and nuclear movement: Stefan Kutscheidt, Ruijun Zhu, Susumu Antoku, GantW. Luxton, Igor Stagljar, Oliver T. Fackler and Gregg G. Gundersen. Nature Cell Biology, Volume: 16, Pages: 708–715, Year published: (2014) DOI: doi:10.1038/ncb2981

Kontakt:
Professor Oliver T. Fackler, PhD
Department für Infektiologie, Sektion Integrative Virologie
Universitätsklinikum Heidelberg
Tel.: 06221 56-1322
E-Mail: oliver.fackler@med.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:

http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Fackler.6555.0.html Research group Fackler, Department für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg (Seite auf Englisch)

Dr. Annette Tuffs | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Salmonellen als Medikament gegen Tumore
23.10.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Add-ons: Was Computerprogramme und Proteine gemeinsam haben
23.10.2017 | Universität Regensburg

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie