Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Transportlogistik

25.05.2010
Bastelarbeit zellulärer Transportkomplexe

Ein Proteinkomplex, der ein wichtiges Glied einer zellulären Transportkette ist, initiiert auch den Zusammenbau des nachfolgenden Glieds dieser Kette. Damit wird nun ein Transportvorgang besser verstanden, der für zahlreiche zelluläre Prozesse wie Virusinfektionen, Zellteilung und Signalübertragungen maßgeblich ist. Diese zusätzliche Funktion des Transportkomplexes ESCRT-II wurde im Rahmen eines Projektes des Wissenschaftsfonds FWF entdeckt und vor Kurzem in "The EMBO Journal" veröffentlicht.

Virusinfektionen, Zellteilung und Signalübertragungen haben etwas gemeinsam: Sie benutzen eine "Protein-Maschinerie", die eigentlich einen zellulären Entsorgungsprozess steuert. Der Zusammenbau dieser molekularen "Maschine" läuft hochgradig kontrolliert ab und wird von fünf bestimmten Proteinkomplexen maßgeblich beeinflusst. Die Proteinkomplexe werden als ESCRT (endosomal-sorting complex required for transport) bezeichnet. Eine überraschende Funktion eines ESCRT-Komplexes (Nr. II) haben nun Teams der Medizinischen Universität Innsbruck und der Cornell Universität in den USA gefunden: ESCRT-II initiiert auch den Zusammenbau von ESCRT-III, dem zentralen Komplex der Transportkette.

MOLEKULARE VERKEHRSREGULIERUNG
Die gemeinsame Funktion aller ESCRT ist die Beladung von zellulären Transportvesikeln (MVB - multi vesicular bodies) mit "unerwünscht" gewordenen Bestandteilen der Zelloberfläche. Für diese Funktion werden die ESCRT nur kurzfristig hergestellt. Dr. David Teis von der Division für Zellbiologie erläutert die von seinem Team entdeckte neue Funktion von einem der ESCRT so: "Ein als Vps25 bezeichneter Teil des ESCRT-II startet eine Art Kettenreaktion, die zuerst eine strukturelle Veränderung in einem anderen Protein, das als Vps20 bezeichnet wird, auslöst. Vps20 wird durch die strukturelle Veränderung quasi aktiviert und wieder andere Proteine - als Snf7 bezeichnet - können sich um Vps20 gruppieren. In der Folge bildet sich um dieses Ausgangszentrum dann der restliche Teil des ESCRT-III. So initiiert ESCRT-II also den Zusammenbau von ESCRT-III."

Im Detail müssen sich ca. 10-20 Snf7-Proteine in definierter, ringförmiger Form zusammen lagern, damit in der Folge die weiteren Bestandteile des ESCRT-III passend angefügt werden können. Auf genau diese ringförmige Zusammenlagerung des Snf7 nimmt Vps25 Einfluss. Diese Erkenntnis konnte das Team um Dr. Teis durch Experimente gewinnen, bei denen ESCRT-II geschickt verändert wurden: Anstatt der normalen zwei Vps25 wurde nur eines für ESCRT-II verwendet. Dazu Dr. Teis: "So konnten wir zeigen, dass trotz der reduzierten Anzahl von Vps25 im ESCRT-II eine Zusammenlagerung von Snf7 stattfand. Aber die so zusammen gelagerten Moleküle konnten die biologische Funktion von ESCRT-III nicht erfüllen."

KEIN "O" OHNE "Y"
Gemeinsam mit der bekannten Tatsache, dass die zwei Vps25-Proteine des ESCRT-II eine Ypsilon-förmige Struktur bilden, leitet Dr. Teis aus diesem Ergebnis folgende Überlegung ab: Erst beide - vom Vps25 gebildeten - Arme des Ypsilons gemeinsam erlauben die räumlich passende Anordnung der Snf7-Moleküle in O-Form. Während wohl ein "Arm" genug ist, Snf7 zusammen zu lagern, so müssen vermutlich zwei Snf7 - eines an jedem Arm - gleichzeitig abgelagert werden, damit die räumliche Struktur der weiteren Zusammenlagerung passt.

In der Folge dient diese Ringstruktur als eine Art Kopiervorlage für die MBV-Transportvesikel. Diese Annahme fand Bestätigung in einem weiteren Experiment, das Dr. Teis mit seinem Kooperationspartner Prof. Scott Emr von der Cornell University in den USA durchführte. Für dieses Experiment wurde in molekularbiologisch veränderten Zellen mehr Snf7-Moleküle als normal gebildet. Die Folge? Die Vesikel, die daraufhin gebildet wurden, waren nun deutlich größer. Ein klarer Hinweis auf die Rolle des Snf7 als Kopiervorlage.

Insgesamt zeigen diese Ergebnisse eines FWF-Projektes nicht nur, wie fein abgestimmt dieser zelluläre Entsorgungsmechanismus ist, sondern auch seine bisher unbekannte Fähigkeit zur molekularen Self-Assembly.

Bild und Text ab Dienstag, 25. Mai 2010, ab 09.00 Uhr MEZ verfügbar unter:
http://www.fwf.ac.at/de/public_relations/press/pv201005-de.html
Originalpublikation: ESCRT-II coordinates the assembly of ESCRT-III filaments for cargo sorting and multivesicular body vesicle formation, D. Teis, S. Saksena, B. Judson and S. D. Emr, The EMBO Journal (2010) 29, 871 - 883 doi:10.1038/emboj.2009.408
Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. David Teis
Biozentrum, Division für Zellbiologie
Medizinische Universität Innsbruck
Fritz-Pregl Str. 3
6020 Innsbruck
T +43 / 512 / 9003 - 70175
E david.teis@i-med.ac.at
Der Wissenschaftsfonds FWF:
Mag. Stefan Bernhardt
Haus der Forschung
Sensengasse 1
1090 Wien
T +43 / 1 / 505 67 40 - 8111
E stefan.bernhardt@fwf.ac.at
W http://www.fwf.ac.at
Redaktion & Aussendung:
PR&D - Public Relations für Forschung & Bildung Campus Vienna Biocenter 2 1030 Wien T +43 / 1 / 505 70 44 E contact@prd.at W http://www.prd.at

Marta Korinkova | PR&D
Weitere Informationen:
http://www.fwf.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie