Live-Schaltung in Zellen macht Krankheiten besser erforschbar

Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München haben eine Methode entwickelt, um diese Vorgänge sichtbar zu machen. Erste Entdeckungen mit dieser Technik: Das Zentrosom* und der Zellkern stehen in wandernden Nervenzellen nicht in fester Positionsbeziehung, sondern wechseln sehr dynamisch ihre Position zueinander. Die Forscher erhoffen mit dieser Methode mehr über die Wechselwirkungen der Zellorganellen und damit auch über mögliche Krankheitsauslöser direkt in-vivo herauszufinden. Diese Ergebnisse sind vorab online im Journal of Cell Biology erschienen, das heute auch einen Podcast dazu veröffentlicht.

Ein vorherrschendes Modell neuronaler Migration* ging bisher von einer führenden Position des Zentrosoms* aus, welches sich permanent vor dem Zellkern einer wandernden Nervenzelle befindet und die Migration steuert. Das widerlegten Dr. Martin Distel, Dr. Jennifer Hocking, Dr. Katrin Volkmann und Dr. Reinhard Köster vom Helmholtz Zentrum München anhand von Zeitrafferaufnahmen im sich entwickelnden Kleinhirn von Zebrafischen. Durch die gleichzeitige Färbung von unterschiedlichen Zellorganellen konnten die Wissenschaftler feststellen, dass das Zentrosom und der Zellkern nicht in starrer Positionsbeziehung zueinander stehen, sondern sich in ihrer führenden Position abwechseln. Das hat weitreichende Konsequenzen für die Organisation des Zellskeletts.

Die fehlerhafte Koordination von Zentrosom- und Zellkerndynamik verursacht schwerwiegende neuronale Krankheiten im Menschen, wie etwa Lissenzephalien*. Die Möglichkeit die an der Migration beteiligten Organellen direkte zu beobachten, liefert daher wichtige Erkenntnisse über die Entstehung dieser neuronalen Erkrankungen. Und noch eine weitere Entdeckung gelang den Wissenschaftlern dank der in-vivo Beobachtungstechnik: das Auswachsen von Axonen* hängt ebenfalls nicht von der Lage des Zentrosoms* ab und erfolgt bereits frühzeitig während der Migration.

„Die Aussichten dieser Methode sind vielversprechend“, sagt Dr. Reinhard Köster, „denn mit dieser Art von Färbungen können beliebige Zellbestandteile eingefärbt und gleichzeitig Krankheitsgene exprimiert werden.“ So können die Vorgänge in den Zellen besser nachvollzogen und neuronalen Erkrankungen besser auf den Grund gegangen werden.

*Hintergrund
Zentrosom: wird auch Zentralkörperchen genannt, ist an der Zellteilung beteiligt, indem es an der Ausbildung des Spindelapparates organisiert, welcher dabei hilft, die Chromosomenpaare auf die Tochterzellen aufzuteilen.

Migration von Neuronen: Nach der Bildung der neuronalen Zellen, wandern diese an ihren späteren Bestimmungsort.

Axon: Langer, faserartiger Fortsatz einer Nervenzelle, der die Nervenimpulsen zu anderen Nervenzellen oder Muskeln weiterleitet.

Lissenzephalien: Fehlbildung des Gehirns, bei der die Großhirnrinde nicht gefaltet, sondern glatt ist. Ebenso finden sich Defekte im Kleinhirn. Diese Fehlbildungen entstehen durch eine fehlerhafte Migration von Nervenzellen.

Original-Publikation:

Distel, M. et al. (2010). The centrosome neither persistently leads migration nor determines the site of axonogenesis in migrating neurons in vivo, Journal of Cell Biology, doi: 10.1083/jcb.201004154

Link zur Fachpublikation http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21059852
Link zum Podcast http://jcb-biowrites.rupress.org/2010/11/new-issue-november-29th.html

Das Helmholtz Zentrum München ist das deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Als führendes Zentrum mit der Ausrichtung auf Environmental Health erforscht es chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus. Das Helmholtz Zentrum München gehört der größten deutschen Wissenschaftsorganisation, der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 16 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit etwa 30.000 Beschäftigten zusammengeschlossen haben.

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