Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Live und in Farbe: Zellen bilden Gewebe

12.05.2015

Wie haften die Zellen eines Gewebes aneinander? Der Antwort auf diese Frage ist ein Pharmakologenteam von der Philipps-Universität Marburg jetzt nähergekommen: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Professor Dr. Robert Grosse fanden heraus, dass das Molekül Formin-like 2 (FMNL2) gebraucht wird, um Zellen miteinander zu verbinden. Die Arbeitsgruppe berichtet über ihre Ergebnisse in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Journal of Cell Biology“ (11. Mai 2015).

„Unversehrte Deckgewebe – sogenannte Epithelien – sind lebenswichtig“, betont Studienleiter Grosse; sie kleiden zum Beispiel die Blutgefäße aus. Die korrekte Bildung dieser Gewebe ist auch medizinisch von Belang, hebt der Pharmakologe hervor: „So entstehen Krebserkrankungen oftmals aus geschädigten Epithelien.“


Ohne Gerüst kein Zusammenhalt: Schaltet man das Protein Formin-like 2 aus, so bilden die betroffenen Epithelzellen (unten) keine Hohlräume, anders als unbehandelte Zellen (oben).

(Abb.: Autoren)

Damit flächige Deckgewebe entstehen, bilden sich zwischen den einzelnen Zellen Haftkomplexe (adherens junctions, AJ), die mehrere Proteine umfassen. „Im intakten Gewebe sind diese Zell-Zell-Kontakte mit dem Zellskelett verbunden, das aus Aktin besteht“, erklärt Grosse; „aber wo dieses Aktin herkommt und wie es reguliert ist, war bisher nicht vollständig geklärt.“

Um die offenen Fragen zu beantworten, experimentierten die Autoren mit Zellen unter natürlichen Wachstumsbedingungen und beobachteten die beteiligten Moleküle in Echtzeit. Das Team verwendete für seine Studien ein Substrat, das die dreidimensionale Ausbreitung des Gewebes erlaubt.

Grosse und seine Mitarbeiter identifizierten einen Faktor, der an den Kontaktstellen zwischen Epithelzellen des menschlichen Körpers dafür sorgt, dass Gerüste aus Aktin entstehen: Formin-like 2 (FMNL2). Wie die Autoren ermittelten, reichert sich FMNL2 an den Kontaktstellen an, durch die sich Zellen zu einem Epithel verbinden.

Welche Funktion hat FMNL2 für die Bildung des Aktingerüstes? Dies untersuchte das Team, indem es das FMNL2-Gen ausschaltete – das Ergebnis: Die Aktin-Ketten, aus denen das Gerüst an den Anheftungsstellen entsteht, sind unterbrochen. Schließt das gebildete Epithel einen Hohlraum ein, so ist dieser missgebildet. Ein künstliches FMNL2-Protein kann die Funktion des fehlenden natürlichen Moleküls ersetzen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fanden auch heraus, dass FMNL2 mit den Bestandteilen des Haftkomplexes zusammenwirkt, zum Beispiel mit den Proteinen E-Cadherin und Rac1. Außerdem wollten die Autoren wissen, wer die Aktivität von FMNL2 steuert.

Die Arbeitsgruppe griff hierfür auf eine Methode zurück, die Grosses Labor kürzlich benutzt hat, um Moleküle mittels Licht gezielt zu aktivieren. Dabei zeigte sich – live und in Farbe –, dass FMNL2 als auch Aktin-Filamente sich innerhalb kürzester Zeit an den Kontaktzonen der Zellen anreichert, nachdem Rac1 angeschaltet wird (siehe Video auf http://www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2015b/0511a).

„Das Protein Formin-like 2 ist in vielen Epithelien des menschlichen Körpers vorhanden“, erklären die Autoren zur Bedeutung ihrer Resultate. Die Fehlbildung solcher Gewebe kann zu Krebs führen, etwa zu Brustkrebs. „Wie FMNL2 mit dem Haftkomplex im Detail zusammenwirkt und welche weiteren Moleküle die Haftung zwischen Zellen beeinflussen, muss in künftigen Untersuchungen geklärt werden“, schreibt das Wissenschaftlerteam.

Professor Dr. Robert Grosse ist Direktor des Pharmakologischen Instituts am Fachbereich Medizin der Philipps-Universität und leitet einen Arbeitsbereich am Biochemisch-Pharmakologischen Centrum der Philipps-Universität. Die zugrunde liegende Forschungsarbeit wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP 1782 finanziell gefördert.

Originalveröffentlichung: Katharina Grikscheit & al.: Junctional actin assembly is mediated by Formin-like 2 downstream of Rac1, J. Cell Biol. 2015

Video: Zwei menschliche Zellen produzieren Aktin, das mittels eines farbigen Markers gekennzeichnet ist (grünes Signal). Durch Licht wird der Faktor Rac1 aktiviert. Dies führt zu einer hohen Motilität in den Zellen und zu einer schnellen Formation von Zell-Zell-Kontakten mit hohem Gehalt von Aktin. (http://www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2015b/0511a, Aufnahme: AG Grosse)

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Robert Grosse,
Pharmakologisches Institut und Biochemisch-Pharmakologisches Centrum Marburg
Tel.: 06421 28-65001 und -65001 (Sekretariat)
E-Mail: robert.grosse@staff.uni-marburg
Homepage: http://www.bpc-marburg.de/cytoskeletal-signaling-grosse-lab/

Johannes Scholten | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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