Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Live und in Farbe: Gerüstbauer helfen bei der Kernteilung

14.11.2017

Lebende Zellen benutzen zum Innenausbau dasselbe Material, das sie auch für die Außenhülle verwenden – so lässt sich zusammenfassen, was Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Marburger Pharmakologen Professor Dr. Robert Grosse herausgefunden haben, als sie die Kernteilung von Zellen beobachteten: Das präzise Wachstum der neuen Zellkerne findet nur statt, wenn sich das Gerüstprotein Aktin darin zu Fäden zusammenlagert, wie man sie bislang nur von der Zellmembran kennt. Das internationale Forschungsteam berichtet über seine Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Cell Biology“.

„Wir haben einen Bestandteil des Zellgerüsts gefunden, der den Kern von Säugerzellen reorganisiert, unmittelbar nachdem die Kernteilung stattgefunden hat“, legt Studienleiter Robert Grosse von der Philipps-Universität dar.


In den wachsenden Kernen der Tochterzellen bildet sich fädiges Aktin (weiß gefärbt), das sich zwischen die rot gefärbten Proteinschollen einlagert, mit denen das Erbgut umhüllt ist.

(Abbildung: Matthias Plessner; die Bilder dürfen nur für die Berichterstattung über die hier angezeigte wissenschaftliche Veröffentlichung verwendet werden.)


Professor Dr. Robert Grosse (rechts) sowie (von links) Dr. Stefan Baumeister, Dr. Ulrike Endesfelder, David Virant, Dr. Christian Baarlink und Matthias Plessner erforschen das Gerüstprotein F-Aktin.

(Foto: Jessica Moussi)

Ehe eine Zelle sich teilt, muss der Inhalt des Kerns mit den Erbinformationen auf die beiden Hälften der Zelle verteilt werden, die später zu den Tochterzellen werden. Bei der Kernteilung oder Mitose verdichten und verkürzen sich zunächst die Chromosomen, so dass sie leichter zu den gegenüberliegenden Polen der Zelle transportiert werden können.

Die Mitose endet, wenn sich die beiden Tochterzellen voneinander getrennt haben; diese organisieren ihre Zellkerne dann neu, wobei sich die Kerne innerhalb kurzer Zeit stark vergrößern. Diese Reorganisation ist für jede Zellfunktion essentiell; in Krebszellen ist sie häufig gestört.

„Ob Aktinfäden an der Wiederherstellung der Kernarchitektur beteiligt sind, ist bislang nicht untersucht worden“, erklärt Grosses Mitarbeiter Dr. Christian Baarlink, einer der Erstautoren der Studie. Das Gerüstprotein Aktin prägt in Form langer Fäden die Gestalt der Zellaußenhülle und die Zellpolarität, aber auch die Wechselwirkung von Zellen untereinander sowie mit ihrer Umgebung.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beobachteten lebende Zellen während der Kernteilung. Dabei stellten sie durch Färbeexperimente fest, dass sich Aktinfäden bilden, wenn die Tochter-Zellkerne entstehen. Die Fäden messen wenige Mikrometer in der Länge – das entspricht etwa einem Hundertstel der Dicke eines menschlichen Haars. 96 Prozent aller untersuchten Zellen wiesen Proteinfäden in den neu gebildeten Kernen auf, so genanntes F-Aktin.

Die Forschungsgruppe setzte verschiedene pharmakologische Mittel ein, um die Fadenbildung zu unterdrücken und zu ermitteln, wie sich dies auf die Wiederherstellung der Tochterzellkerne auswirkt. „Die Substanzen wurden den Zellen direkt unter dem Mikroskop zugesetzt, wenn diese die Kernteilung beendeten“, erläutert Matthias Plessner, der sich die Erstautorenschaft mit Baarlink teilt.

Das Resultat der Experimente: Setzt man Agentien ein, die verhindern, dass sich Aktin zu Fäden verknüpft, so unterbleibt regelmäßig die Ausdehnung des neugebildeten Kerns.
„Unsere Befunde zeigen, wie wichtig F-Aktin für die Organisation des Zellkerns ist“, betonen die Autoren – „mit allen Folgerungen, die sich daraus für die Stabilität des Erbguts und somit für die menschliche Gesundheit ergeben.“

Robert Grosse leitet das Pharmakologische Institut am Fachbereich Medizin der Philipps-Universität. Neben Grosses Arbeitsgruppe beteiligten sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Großbritannien und Japan an den zugrunde liegenden Forschungsarbeiten. Das „Human frontier science program“, die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Wilhelm-Sander-Stiftung sowie weitere Förderer unterstützten die Studie finanziell.

Originalveröffentlichung: Christian Baarlink, Matthias Plessner, Alice Sherrard & al.: A transient pool of nuclear F-actin at mitotic exit controls chromatin organization, Nature Cell Biol. 2017, DOI: 10.1038/ncb3641

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Robert Grosse,
Pharmakologisches Institut
Tel.: 06421 28-65001 und -65001 (Sekretariat)
E-Mail: robert.grosse@staff.uni-marburg

Johannes Scholten | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de

Weitere Berichte zu: Aktin Aktinfäden Fäden Mitose Zelle Zellpolarität

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wasserbewegung als Hinweis auf den Zustand von Tumoren
19.04.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden
19.04.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

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: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics