Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nano-Motor mit Lichtschalter

11.05.2011
Lichtaktivierbares Myosin für Echtzeituntersuchungen in Zellen

Molekulare „Motoren“ sind die Basis für die meisten biologischen Bewegungen. Sie setzen Zellbestandteile, ganze Zellen oder auch unsere Muskeln zielgerichtet in Bewegung. Barbara Imperiali und ein Team vom Massachusetts Institute of Technology (Cambridge, USA), der University of Virginia (Charlottesville, USA) und den National Institutes of Health (USA) haben das Motorprotein Myosin nun mit einem „Anschaltknopf“ versehen, der durch Licht ausgelöst wird. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, sollen damit zelluläre Prozesse, an denen Myosin beteiligt ist, in Echtzeit verfolgt werden.

Damit sich unsere Muskeln zusammenziehen, müssen zwei Sorten fadenförmiger Proteine, Myosin und Actin, wechselwirken. Angetrieben durch Spaltung des zellulären „Treibstoffs“ Adenosintriphosphat (ATP) „hangeln“ sich die „Köpfchen“ der Myosinmoleküle dabei an den Actinfilamenten entlang. In Nicht-Muskelzellen sorgt Myosin beispielsweise bei der Zellteilung dafür, dass sich die Zelle einschnürt. Myosin besteht aus mehreren verschiedenen Proteinketten. Die Aktivität des nicht-muskulären Myosins wird durch dessen so genannte regulatorische leichte Kette reguliert. Sobald eine Phosphatgruppe an eine bestimmte Bindungsstelle (Ser19) der leichten Kette bindet (Phosphorylierung), wird Myosin aktiviert. Die Aktivität lässt sich durch Bindung einer zweiten Phosphatgruppe an benachbarter Stelle (Thr18) weiter verstärken.

Myosin wurde bereits intensiv untersucht. Was genau nach Aktivierung des Moleküls in lebenden Zellen passiert, konnte bisher jedoch nicht räumlich und zeitlich aufgelöst untersucht werden. Das Forscherteam hat nun einen Kniff gefunden, wie sich solche Echtzeituntersuchungen realisieren lassen: Ein Myosinmolekül, das sich mit Licht definiert „anknipsen“ lässt. Dazu stellten die Forscher per Proteinsemisynthese eine künstliche regulatorische Kette her, die bereits eine bzw. zwei Phosphatgruppen trägt. Der Trick: Über die Phosphatgruppen wird ein „Käfig“ gestülpt. In dieser Form ist die Kette inaktiv. Bestrahlung mit Licht spaltet den Käfig ab, die regulatorische Kette ist nun auf „an“ geschaltet und aktiviert ihrerseits das Myosin.

Die Forscher tauschten die natürliche leichte Kette von Myosinmolekülen gegen die künstliche aus und schleusten dieses photoaktivierbare Myosin in Zellen ein. Bestrahlung aktiviert es dann zu einem definierten Zeitpunkt und an definierter Stelle. Auf diese Weise wollen die Wissenschaftler nun in Echtzeit beobachten, was nach einer Aktivierung von Myosin in einer Zelle passiert.

Autor: Barbara Imperiali, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA), http://web.mit.edu/imperiali

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201100674

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten