Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteininseln auf der Zellmembran

16.09.2015

Freiburger Forscher haben mit hochauflösenden Methoden die Organisation von Rezeptoren auf B-Zellen untersucht

Eindringlinge aufspüren und bekämpfen: Antigenrezeptoren auf B-Lymphozyten, die zu den Zellen des Immunsystems gehören, erkennen fremde Moleküle, etwa Krankheitserreger oder Impfstoffe. Sie aktivieren die B-Zelle, auf der sie sich befinden, damit diese Antikörper produziert.


Entgegen der bisherigen Annahme (oberes Modell) sind die Antigenrezeptoren IgD und IgM untergliedert in verschiedene „Proteininseln“ auf der Zellmembran (unteres Modell).

Bild: Arbeitsgruppe Reth

Prof. Dr. Michael Reth, wissenschaftlicher Direktor des Exzellenzclusters BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universität Freiburg, und seine Arbeitsgruppe haben mithilfe von drei hochauflösenden Methoden untersucht, wie zwei bestimmte Klassen von Antigenrezeptoren auf reifen B-Lymphozyten verteilt sind: Immunoglobulin M (IgM) and Immunoglobulin D (IgD).

Die Gruppe fand heraus, dass die IgM- und IgD-Rezeptoren in „Proteininseln“ angeordnet sind. Bislang nahm man an, dass alle Proteine auf der Membran – einschließlich der Rezeptoren – frei beweglich und zufällig verteilt sind und sich nur organisieren, wenn sie mit Liganden, also einem bestimmten Molekül, binden.

Die neuen Einblicke in die Organisation der Antigenrezeptoren im Nanobereich sollen zukünftig dabei helfen, effizientere Impfstoffe und bessere Behandlungsmöglichkeiten für B-Zell-Krebstumore zu entwickeln. Bei diesen ist die Membranorganisation oft verändert. Das Team hat seine Forschungsergebnisse in der Fachzeitschrift „Science Signaling“ veröffentlicht.

Mithilfe der direkten stochastischen optischen Rekonstruktionsmikroskopie (dSTORM) fanden die Forschenden heraus: IgM und IgD liegen auf der Membran von ruhenden B-Zellen in getrennten Proteininseln mit einer Größe von jeweils etwa 150 und 240 Nanometern. Diese Untergliederung der Antigenrezeptoren konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch mit weitern hochauflösenden Mikroskopie-Verfahren nachweisen. Wird die B-Zelle aktiviert, so werden die IgM- und IgD-Inseln kleiner und die beiden Rezeptorklassen rücken näher zusammen.

Die Ergebnisse der Studien belegen, dass sich Lymphozyt-Membranen im Nanobereich in verschiedene Proteinkompartimente unterteilen. Zudem deuten sie darauf hin, dass IgM- und IgD-Proteininseln bei Aktivierung der B-Zelle Nano-Synapsen formen, die den Austausch von Lipiden und Proteinen ermöglichen. Dies könnte erklären, wie IgM-Antigenrezeptoren eine Verbindung mit so genannten Raft-assoziierten Lipiden und -Proteinen aufnehmen. Diese Verbindung ist ein Kennzeichen der B-Zell-Aktivierung.

Michael Reth ist Professor für Molekulare Immunologie am Institut für Biologie III der Universität Freiburg und Sprecher des Exzellenzcluster BIOSS Centre for Biological Signalling Studies. Palash Maity, Erstautor der Studie, ist Postdoc am BIOSS und am Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg.

Die Bildanalyse erfolgte in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Dr. Olaf Ronneberger, Institut für Informatik der Albert-Ludwigs-Universität. Die Freiburger Forschenden arbeiteten zudem mit Prof. Dr. Hassan Jumaa von der Universität Ulm und Prof. Dr. Björn F. Lillemeier vom Salk Institute in La Jolla/USA zusammen. Ronneberger und Jumaa sind ebenfalls BIOSS-Mitglieder.

Diese Arbeit ist Teil des „BIOSS Nanoscale Exploration Program“ (BiNEP), ein Schwerpunkt im BIOSS-2 Forschungsprogramm. Darin erarbeiten BIOSS-Forscher Methoden, um die Nanowelt von Signalprozessen besser zu verstehen.

Originalpublikation:
Palash Chandra Maity, Amy Blount, Hassan Jumaa, Olaf Ronneberger, Björn F. Lillemeier and Michael Reth (2015). B cell antigen receptors of the IgM and IgD classes are clustered in different protein islands that are altered during B cell activation. Science Signaling 8, Issue 394. DOI: 10.1126/scisignal.2005887

Kontakt:
Prof. Dr. Michael Reth
Institut für Biologie III und BIOSS Centre for Biological Signalling Studies
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-97663
E-Mail: michael.reth@bioss.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2015/pm.2015-09-16.128-en - Englische Version

Rudolf-Werner Dreier | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle
07.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium
07.12.2016 | Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0

07.12.2016 | Informationstechnologie