Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie in der Zelle sortiert wird

26.06.2009
Erstmals beobachten Göttinger Forscher mit einer neu entwickelten Untersuchungsmethode die Abläufe eines zellulären Sortiermechanismus. Dabei entdecken sie "Multitasking-fähige" Proteine.

Die Versorgung unserer Zellen mit Nährstoffen ist ein lebenswichtiger Prozess. Bereits bekannt sind die biologischen Details, wie Nährstoffe ins Zellinnere aufgenommen werden.

Noch weitgehend ungeklärt ist, wie die importierten Nähr- und Botenstoffe anschließend sortiert werden und welche Moleküle daran beteiligt sind. Erstmals können Wissenschaftler am European Neuroscience Institute (ENI) und im Exzellenzcluster "Mikroskopie im Nanometerbereich" am DFG Forschungszentrum Molekularphysiologie des Gehirns (CMPB) der Universitätsmedizin Göttingen diesen Sortiermechanismus beobachten.

Sie nutzen dafür eine neu entwickelte Methode in Kombination mit Mikroskopie. "Mit dieser Untersuchungsmethode ist es uns zudem gelungen, wichtige Moleküle zu identifizieren, die an diesen Abläufen beteiligt sind", sagt Dr. Silvio Rizzoli, Co-Leiter der Studie. Die

Untersuchungen fanden in Zusammenarbeit mit der Forschergruppe von Prof. Dr. Reinhard Jahn vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie statt.

Die Ergebnisse wurden am 16. Juni 2009 in der Fachzeitschrift PNAS veröffentlicht.

Originalveröffentlichung
Barysch SV, Aggarwal S, Jahn R, Rizzoli SO (2009) Sorting in early endosomes reveals connections to docking- and fusion-associated factors. PNAS, Volume 106, Issue 24, 9697-702.
Wie unsere Zellen Nährstoffe aufnehmen und diese sortieren
Durch den Prozess der Endozytose nehmen Zellen Nähr- und Botenstoffe in ihr Inneres auf. Für diesen Import schnüren sich Fracht-enthaltende "Bläschen", so genannte Vesikel, von der zellbegrenzenden Membran ab. Anschließend verbinden sich die Vesikel im Zellinneren mit der ersten Sortierstation, (dem "frühen Endosom") innerhalb der Zelle. Dort wird der Vesikelinhalt getrennt und für seinen Zielort vorbereitet. So werden bestimmte "Frachtgüter", z.B. Transporter für Nährstoffe, wieder aus der Zelle geschleust und recycelt. Andere Bestandteile hingegen werden zu so genannten Lysosomen transportiert, wo sie durch deren Enzyme abgebaut werden (Degradation). So können ihre Einzelbestandteile von der Zelle verwertet werden. Proteine werden dadurch z.B. in ihre entsprechenden Aminosäuren zerlegt.

Biologische Details zum Andocken der von der Zelle importierten Vesikel an das frühe Endosom sowie zum folgenden Fusionsprozess sind bereits bekannt. Wie die eingehende Fracht allerdings im frühen Endosom sortiert wird und sich in neuen Vesikeln wieder ablöst, das gab den Forschern noch Rätsel auf. Erschwerend kam hinzu, dass es bislang keine geeignete Methode gab, um diese Abläufe zu beobachten.

Die neue Methode macht Einzelschritte in der Zelle erstmals sichtbar
Um die Einzelschritte der biologischen Abläufe bei der Nährstoff-Sortierung innerhalb der Zelle zu verfolgen, hat die Göttinger Forschergruppe um Dr. Rizzoli die beiden Proteine Transferrin und LDL (Low Density Lipoprotein) mit fluoreszenten Farbstoffen markiert und mit hochauflösender Lichtmikroskopie beobachtet. "Wir wissen, dass Transferrin vom frühen Endosom ausgehend wieder recycelt wird. Dagegen schlägt LDL den Abbauweg zum Lysosom ein. So können wir beide Routen genau beobachten", sagt Sina Barysch, Nachwuchswissenschaftlerin in dem Forschungsprojekt.

Auf der Suche nach Molekülen, die diesen Sortiermechanismus sowie das anschließende Ablösen der Vesikel vom frühen Endosom steuern, haben die Wissenschaftler zunächst bekannte Faktoren der initialen Andock- und Fusionsprozesse blockiert und deren Auswirkungen untersucht. Sie waren überrascht: Die Blockade von EEA1 (Early Endosome Autoantigen 1) sowie NSF (N-ethylmaleimide sensitive factor) - beide gelten als wichtige Faktoren im Andocken und der Fusion eingehender Vesikel mit dem frühen Endosom - hat auch das anschließende Sortieren und Ablösen neuer Vesikel unterbunden. "Diese Faktoren scheinen also Multitasking-Fähigkeiten zu besitzen. Sie stellen eine unerwartete Verbindung zwischen den Prozessen Andocken und Fusion sowie Sortieren und Vesikelablösung her", sagt Prof. Dr. Reinhard Jahn vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie.

DFG Forschungszentrum Molekularphysiologie des Gehirns (CMPB) und Exzellenzcluster Mikroskopie im Nanometerbereich: Das DFG Forschungszentrum Molekularphysiologie des Gehirns (CMPB) an der Universitätsmedizin Göttingen besteht seit 2002. Im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder wurde es im Oktober 2006 um das Exzellenzcluster Mikroskopie im Nanometerbereich erweitert. Der bestehende und fest etablierte Forschungsverbund der Göttinger Neurowissenschaften wird durch diese Technologieplattform mit höchst innovativen Mikroskopie-Techniken verstärkt.

WEITERE INFORMATIONEN:
European Neuroscience Institute (ENI)
Dr. Silvio Rizzoli, Telefon 0551 / 39-3630,
Grisebachstraße 5, 37077 Göttingen
srizzol@gwdg.de
Weitere Informationen:
http://www.eni.gwdg.de - zum ENI
http://www.cmpb.de - zum Exzellenzcluster/CMPB
http://www.mpibpc.mpg.de/start/index.php - zum MPI für biophysikalische Chemie
http://www.eni.gwdg.de/index.php?id=282&L=0 - zur Arbeitsgruppe von Dr. Rizzoli

Dr. Susanne Ohrt | idw
Weitere Informationen:
http://www.gwdg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise