Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie eine Zelle auf Umweltreize reagiert

27.05.2014

Göttinger Forscher entdecken neuen Typ der Signalübertragung von der Membran in den Zellkern

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung der Universität Göttingen hat einen neuen zellulären Signalübertragungsweg entdeckt. Umweltsignale werden häufig an der Zellmembran wahrgenommen und in den Zellkern übertragen.


Gießkannenschimmel Aspergillus nidulans überwintert mit seinen sexuellen Fruchtkörpern (lila; Durchmesser: ca. 0.5 mm). Foto: Gerhard Braus


Schimmelpilze der Gattung Aspergillus: Gezeigt sind Sporenträger für die in der Luft verbreiteten asexuellen Sporen (grün) vom Gießkannenschimmel Aspergillus nidulans. Foto: Özlem Sarikaya-Bayram

Als Reaktion kann die Zelle die Expression ihrer Gene und damit ihr Erscheinungsbild ändern und so auf eine veränderte Umwelt reagieren. An vielen dieser Signalübertragungen sind Kinasen als Enzyme beteiligt. Dies führt dazu, dass ein Phosphorylierungssignal im Zellkern ankommt.

Solche Phosphorylierungen können zum Beispiel die Eigenschaften von Transkriptionsfaktoren zur Kontrolle der Genexpression ändern. Bei dem neu gefundenen Signaltransduktionsweg werden Methyltransferasen als Enzyme von der Membran in den Zellkern transportiert. Dies führt zu einem Methylierungssignal an DNA-bindenden Proteinen und dadurch zur veränderten Genexpression. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Developmental Cell erschienen.

Der von Wissenschaftlern am Institut für Mikrobiologie und Genetik des Göttinger Zentrums für Molekulare Biowissenschaften unter der Leitung von Prof. Dr. Gerhard Braus neu entdeckte Signalübertragungsweg umfasst einen dreiteiligen Molekülkomplex an der Membran und einen zweiteiligen Komplex im Zellkern. Der dreiteilige Komplex besteht aus zwei Methyltransferasen, die durch ein Membranprotein an der Außenbegrenzung der Zelle festgehalten werden.

Ohne die Bindung an das Membranprotein werden die beiden Methyltransferasen als zweiteiliger Komplex in den Zellkern transportiert. Der untersuchte Pilz, Gießkannenschimmel Aspergillus, kann so zwei unterschiedliche Entwicklungsprogramme verstärken.

„Mit dem dreiteiligen Komplex an der Membran entwickelt der Pilz in erster Linie sexuelle Fruchtkörper im dunklen Boden als Überwinterungsorgane. Der zweiteilige Komplex im Zellkern führt dazu, dass als Entwicklungsprogramm im Licht mehr Sporen gebildet werden, die in die Luft entlassen werden“, erklärt Prof. Braus.

Unklar ist allerdings noch, wie im Dunkeln der dreiteilige Proteinkomplex an der Membran gehalten wird und über welchen Mechanismus im Licht die Enzyme für die Methylierung als zweiteiliger Komplex von der Membran gelöst werden.

Nur wenn die beiden Enzyme nicht mehr an der Zellmembran festgehalten werden, können sie in den Zellkern wandern. Dann wird über die veränderte Methylierung im Zellkern als Signal die Genexpression verändert und es entstehen mehr Sporen in der Luft. „Aspergillus-Sporen werden von uns regelmäßig eingeatmet und können – insbesondere bei einem geschwächten Immunsystem – ein beträchtliches Gesundheitsrisiko darstellen“, so Prof. Braus.

Originalveröffentlichung: Özlem Sarikaya-Bayram et al. Neuer Typ der zellulären Signalübertragung kontrolliert die Bildung von Pilzsporen. Developmental Cell. Doi: http://doi.org/10.1016/j.devcel.2014.03.020

Hinweis an die Redaktionen:
Weitere Fotos zum Thema haben wir im Internet unter http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=4799 zum Download bereitgestellt.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Gerhard Braus
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Biologie und Psychologie – Institut für Mikrobiologie und Genetik
Grisebachstraße 8, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-33771
E-Mail: gbraus@gwdg.de, Internet: http://www.uni-goettingen.de/molmibio

Weitere Informationen:

http://doi.org/10.1016/j.devcel.2014.03.020

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik