Anzeige

Motor neuron diseases are a group of progressive neurological disorders that destroy motor neurons, the cells that control voluntary muscles for such activities as speaking, walking, breathing, and swallowing. When these neurons die, the muscle itself atrophies. A well-known motor neuron disease is amyotrophic lateral sclerosis (ALS, commonly known as Lou Gehrig's disease).
Using a specially-constructed microscope that allows researchers to observe the action of one macromolecule at a time, the team found that a protein motor is able to move back and forth along a microtubule – a molecular track – rather than in one direction, as previously thought. They report their findings in a recent issue of Nature Cell Biology. The proteins in this motor, dynein and dynactin, are the "long-distance truckers" of the cell: working together, they are responsible for transporting cellular cargo from the periphery of a cell toward its nucleus.
"My lab concentrates on the cellular and genetic aspects of the dynein-dynactin motor, while Yale's group delves into the mechanics of the motor itself," says Holzbaur. "We're deconstructing the system to understand how it all works in a living cell. In the lab, we start with a clean microtubule with a motor walking across it, but in the cell it's different: microtubules are packed together, with proteins studded along them, and cellular organelles and mitochondria are crammed in. The motor needs to maneuver around those 'obstructions.'" Goldman and Holzbaur suggest that the ability of the dynein-dynactin motor to move in both directions along the microtubule may provide the necessary maneuvering ability to allow for effective long distance transport.
Earlier this year, as reported in The Journal of Cell Biology, researchers in Holzbaur's lab found that a mutation in dynactin leads to degeneration of motor neurons, the hallmark of motor neuron disease. This mutation decreases the efficiency of the dynein-dynactin motor in "taking out the trash" of the cell, and thus leads to the accumulation of misfolded proteins in the cell, which may in turn lead to the degeneration of the neuron.
Scientists are now finding that many other molecular motors are remarkably flexible in their behavior. In several further papers published in the Proceedings of the National Academy of Sciences and The EMBO Journal, Goldman and colleagues at the University of Illinois found that a "local delivery" motor, termed myosin V, moves cargo with a variable path short distances along another type of cellular track called actin. This flexibility could help myosin V navigate crowded regions of the cell where the actin filaments criss-cross and where other cellular components would otherwise pose an impediment to motion. Defects in myosin V function also result in neurological defects.
Most of these molecular motors are associated with specific diseases or developmental defects, so understanding the puzzling aspects of their behavior in detail is necessary for building nanotechnological machines that, for example, could replace defective motors. "The ultimate goal is to find ways to treat motor neuron disease as well as other diseases that involve cellular motors and also construct nano-scale machines based on these biological motors," says Goldman.
Karen Kreeger | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.uphs.upenn.edu/
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung
How the zebra got its stripes
09.02.2012 | The Company of Biologists
Erstmals gezeigt, dass Atomkerne transparent werden
Einem Team von DESY-Wissenschaftlern um Dr. Ralf Röhlsberger gelang es an der hochbrillanten Synchrotronlichtquelle PETRA III, Atomkerne mit Hilfe von Röntgenlicht transparent zu machen. Sie entdeckten dabei gleichzeitig ein neues Prinzip, um einen optisch gesteuerten Schalter für Licht herzustellen, also Licht mit Licht zu beeinflussen, ein wichtiger Baustein auf dem ...
Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
Das System ...
Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.
Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
Anzeige
Anzeige

Kaltwasserkorallen als Anpassungskünstler?
09.02.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Wandel der Hochschulbildung in Deutschland und Professionalisierung
09.02.2012 | Studien Analysen
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
7. Mannheimer Arbeitsrechtstag am 14. März mit Experten aus Theorie und Praxis
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
International Forum on Terahertz Spectroscopy and Imaging
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Teams aus neun Ländern treffen sich an der Leibniz Universität zum 6th Hanover PreMoot
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten