Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Grundlage für die Kontakte zwischen Zellorganellen entschlüsselt

26.01.2017

Mannheimer Wissenschaftler erforschen die Bedeutung von Organellkontaktzonen für die Gesundheit des Menschen

Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg und der University of Exeter konnten nachweisen, wie intrazelluläre Organellen über definierte Kontaktzonen miteinander in Verbindung treten und dabei Metabolite und Signale austauschen.


Ausschnitt aus einer Leberzelle der Ratte. Die Pfeilspitzen markieren eine Kontaktzone zwischen einem Peroxisom (PO) und dem endoplasmatischen Retikulum (ER). (MITO = Mitochondrium)

UMM

Die Ergebnisse, die im Rahmen eines Kooperationsprojektes zwischen dem Forscherteam von PD Dr. Markus Islinger aus der Neuroanatomie der Medizinischen Fakultät Mannheim und der Gruppe von Prof. Dr. Michael Schrader an der University of Exeter, UK gewonnen wurden, sind aktuell im wissenschaftlich renommierten Journal of Cell Biology (JCB) veröffentlicht. Über die Kenntnis des molekularen Aufbaus der Kontaktzonen von Organellen lässt sich offenbar eine neue Gattung von Organell-spezifischen Erkrankungen definieren.

Intrazelluläre Organellen wie Mitochondrien, Peroxisomen oder das endoplasmatische Retikulum, sind kleine abgeschlossene Funktionseinheiten innerhalb der Zelle, die spezifische Aufgaben im Zellstoffwechsel erfüllen. Aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass die von Membranen umschlossenen Organellen nicht als isolierte Einheiten in der Zelle vorliegen, sondern über definierte Kontaktzonen miteinander in Verbindung treten.

Derartige Kontaktzonen zwischen Peroxisomen und dem endoplasmatischen Retikulum (ER) wurden bereits vor mehr als 50 Jahren elektronenmikroskopisch bei Säugetieren beobachtet. Die molekularen Komponenten, die diese Interaktion vermitteln, waren jedoch bisher unbekannt. Sowohl Peroxisomen als auch das ER sind für den reibungslosen Ablauf des menschlichen Fettstoffwechsels essentiell.

Die Wissenschaftler identifizierten zwei Proteine, die für die Ausbildung der Kontaktzonen zwischen Peroxisomen und dem ER verantwortlich sind: Das peroxisomale Membranprotein ACBD5 bildet mit dem ER-Protein VAPB einen Proteinkomplex aus, der beide Organellen aneinanderheftet. Erste Ergebnisse zeigen, dass der dabei gebildete Kontakt für den Transfer von Lipiden zwischen beiden Organellen verantwortlich ist.

Ein Defekt in den für den Fettstoffwechsel verantwortlichen Genen führt zu lebensbedrohlichen vererbbaren Erkrankungen. Kürzlich beschrieben Forschergruppen aus den Niederlanden und Saudi Arabien Patienten mit Gendefekten in ACBD5, die zu einer irreversiblen Schädigung von Gehirn und Retina führen. Grundlage des Krankheitsprozesses dieser ACBD5-Defizienz könnte eine Störung der Kommunikation zwischen ER und Peroxisomen sein und somit ein Beispiel für eine neue Gattung von Organell-spezifischen Erkrankungen darstellen (siehe begleitender Spotlight-Artikel in JCB von Maya Schuldiner unter http://jcb.rupress.org/content/early/2017/01/19/jcb.201701072).

Der Ursache der ACBD5-Defizienz will PD Dr. Islinger in Mannheim genauer auf den Grund gehen. Er verwendet dafür eine Mauslinie, die einen Defekt im ACBD5-Gen besitzt und somit das Protein nicht mehr produzieren kann. Die Forscher erhoffen sich anhand von weiterführenden Studien an dieser sogenannten Knockout-Maus detaillierte Erkenntnisse über die Pathologie der ACBD5-Defizienz und damit allgemeingültige Hinweise für die Bedeutung von Organellkontaktzonen für die Gesundheit des Menschen.

Publikation
ACBD5 and VAPB mediate membrane associations between peroxisomes and the ER
Joseph L. Costello, Inês G. Castro, Christian Hacker, Tina A. Schrader, Jeremy Metz, Dagmar Zeuschner, Afsoon S. Azadi, Luis F. Godinho, Victor Costina, Peter Findeisen, Andreas Manner, Markus Islinger, Michael Schrader
Journal of Cell Biology
Published January 20, 2017
DOI: 10.1083/jcb.201607055

Weitere Informationen:

http://jcb.rupress.org/content/early/2017/01/08/jcb.201607055 - Publikation

Dr. Eva Maria Wellnitz | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

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

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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