Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Schloss, viele Schlüssel

05.10.2010
Max-Planck-Forscher entdecken, wie die B-Zellen des Immunsystems auf unterschiedlichste Stoffe reagieren können

Damit das Immunsystem Krankheitserreger aufspüren und unschädlich machen kann, muss es unzählige verschiedene körperfremde Stoffe erkennen und darauf reagieren können.


Auf ruhenden B-Zellen bildet der B-Zell-Rezeptor Oligomere aus mehreren Untereinheiten. In dieser Form sind die Rezeptoren inaktiv. Die Bindung des Rezeptors an einen passenden Bindungspartner (Antigen) führt zur Auflösung dieser oligomeren Struktur und aktiviert die Signalketten im Zellinneren (Blitze). Michael Reth; Max-Planck-Institut für Immunbiologie, Freiburg

Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Immunbiologie und des Centre for Biological Signalling Studies BIOSS der Universität Freiburg haben nun herausgefunden, wie die B-Zellen des Immunsystems von den zahllosen Stoffen unserer Umwelt aktiviert werden können.

Demnach werden die Rezeptormoleküle auf der Oberfläche der B-Zellen erst dann aktiviert, wenn sich die Untereinheiten der Rezeptoren nach der Bindung von Fremdstoffen voneinander trennen. Die Ergebnisse stellen die bisherige Vorstellung von der Aktivierung der B-Zell-Rezeptoren auf den Kopf. Sie könnten möglicherweise dazu beitragen, neue Impfstrategien oder Behandlungsmethoden gegen B-Zell-Tumore zu entwickeln. (Nature, 23. September 2010)

Viele menschliche Erkrankungen wie die steigende Zahl an Autoimmunerkrankungen oder B-Zell-Tumore wie Leukämie oder Lymphdrüsenkrebs werden durch überaktive Rezeptoren auf der Oberfläche von weißen Blutkörperchen hervorgerufen – den so genannten B-Lymphozyten, kurz B-Zellen. Jede B-Zelle trägt bis zu 120.000 B-Zell-Rezeptoren auf ihrer Oberfläche und die Aktivierung dieser Rezeptoren regt die Zelle zur Bildung von Antikörpern an.

Die Rezeptoren funktionieren dabei nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, bei dem nur ein passender Stoff (Schlüssel) den Rezeptor (Schloss) aktivieren und eine Immunantwort auslösen kann. Wenn Millionen von Schlüsseln ein Schloss aufschließen können, stellt sich die Frage, wie dieses Schloss funktioniert und wie wir vor einer anhaltenden Überaktivität unserer Immunabwehr geschützt werden.

Jianying Yang und Michael Reth haben jetzt eine Antwort gefunden, die das Problem der Aktivierung des Immunsystems erklärt. Mit Hilfe von Methoden der Synthetischen Biologie bauten sie den B-Zell-Rezeptor von Mäusen in einer Fruchtfliegenzelle nach. Anders als die bisherige Forschung interessierte sie der Rezeptor auf ruhenden B-Zellen, also den noch nicht aktivierten Zellen. Das überraschende Ergebnis: Der Rezeptor auf ruhenden B-Zellen besteht aus mehreren verschiedenen Untereinheiten und bildet so genannte Oligomere.

In dieser Form sind für die Signalweiterleitung wichtige Abschnitte der Rezeptoren verdeckt. Bindet ein passender Bindungspartner an den Rezeptor, zerfallen die Oligomere, und die einzelnen Untereinheiten können aktiv werden. „Der Trennungsprozess ist weitgehend unabhängig von der Struktur des Bindungspartners. So lässt sich erklären, warum der B-Zell-Rezeptor von tausenden unterschiedlichen Stoffen aktiviert werden kann“, erklärt Michael Reth vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie. Die Entdeckung, dass die Untereinheiten der B-Zell-Rezeptoren geordnete Oligomer-Komplexe bilden, lässt zudem darauf schließen, dass die Rezeptoren auf ruhenden B-Zellen nur unter genau definierten Bedingungen aktiviert werden.

Lehrmeinung widerlegt
Das neue Modell der Aktivierung des Rezeptors widerspricht der bislang anerkannten Lehrmeinung. Bislang war man der Ansicht, dass die Rezeptoren ungeordnet in der Zellmembran vorliegen und sich erst nach Kontakt mit einem Bindungspartner zusammenlagern. „Unser neues Modell beruht dagegen auf der Auflösung und nicht auf der Bildung einer bestimmten Rezeptorstruktur. Dies ist eine Wende in der immunologischen Forschung und möglicherweise in der gesamten Zellbiologie“, betont Michael Reth. Denn auch andere Rezeptormoleküle bilden offenbar im Ruhezustand Oligomere, die erst aktiv werden, wenn sie in ihre Untereinheiten zerfallen oder ihre Konformation ändern.
Veröffentlichung
Jianying Yang and Michael Reth
Oligomeric organization of the B cell antigen receptor on resting cells
Nature, 467:465-469: 23. September 2010 (doi: 10.1038/nature09357)
Kontakt
Prof. Dr. Michael Reth
Max-Planck-Institut für Immunbiologie Freiburg
Tel.: 0761/ 5108 420
Fax: 0761/ 5108 423
E-Mail: michael.reth@bioss.uni-freiburg.de

Dr Harald Rösch | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.bioss.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

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....

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

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften