Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Forscher entdecken neuen Zellkanal

07.01.2002


Die Funktionsweise des siebten Kanaltyps bei der Fruchtfliege Drosophila melanogaster im Überblick.


Bisher waren sechs Kanaltypen bekannt, über die Zellen Informationen austauschen und weiterverarbeiten. Bochumer Forscher konnten jetzt einen siebten Kanaltyp nachweisen. Kennzeichen ist, dass er durch Histamin geöffnet wird. Die Wissenschaftler entdeckten den Kanal an der Kontaktstelle von den Sehzellen zu den Gehirnzellen der Taufliege Drosophila melanogaster.


Der 7. Kanal: Die Lehrbücher müssen umgeschrieben werden
Bochumer Forscher entdecken neuen Zellkanal
Die Fruchtfliege benötigt Histamin, um sehen zu können


Zellen sprechen miteinander. Über Kanäle, die sich in der Zellmembran öffnen, tauschen sie Informationen aus, leiten sie Zelle für Zelle weiter und verarbeiten sie. Bisher waren sechs solcher Kanaltypen bekannt. Die Bochumer Forscher Dr. Günter Gisselmann, Dr. Hermann Pusch und Prof. Dr. Dr. Dr. Hanns Hatt (Zellphysiologie, Fakultät für Biologie der RUB) konnten jetzt in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Bernhard Hovemann (Biochemie/Molekulare Zellbiochemie) einen siebten Kanaltyp nachweisen. Kennzeichen ist, dass er durch Histamin geöffnet wird. Die Forscher entdeckten den Kanal an der Kontaktstelle von den Sehzellen zu den Gehirnzellen der Taufliege Drosophila melanogaster. Das Magazin "Nature Neuroscience" veröffentlicht die Forschungsergebnisse in seiner Januarausgabe, die heute (3. Januar 2002) erscheint.

So reden Zellen miteinander

Nervenzellen bilden die Basis für alle Sinnes- und Verhaltensleistungen. Grundlage ist ein elektrisches Signal, das sich entlang von Nervenfasern fortpflanzt. Gelangt das Signal an das Faserende, löst es die kurzfristige Ausschüttung eines Botenstoffs (Transmitter) aus. An der benachbarten Zelle bindet der Transmitter an bestimmte Proteinstrukturen, sog. Rezeptoren. Der Rezeptor kann Teil des Kanals sein, der nach Besetzen des Rezeptors direkt öffnet; man spricht dann von direkt gesteuerten Kanälen. Die Bindung des Transmitters an den Rezeptor wirkt wie das Drücken eines Schalters: Durch den geöffneten Kanal fließt Strom, so dass die Zelle erregt wird. Der Rezeptor kann aber auch Teil eines Proteins sein, das kein Kanal ist, sondern eine Reihe von chemischen Reaktionen in der Zelle auslöst (sog. indirekte Übertragung).

Mühsame Arbeit

Die Entschlüsselung des menschlichen Erbgutes ist weitgehend abgeschlossen. Bei der Taufliege Drosophila melanogaster war es bereits Anfang 2000 so weit. Die Wissenschaftler um Professor Hatt suchten aus den 13.600 Genen der Fliege gezielt solche heraus, die bereits bekannten kanal-kodierenden Genen ähneln. Sie fanden über 50 Gene für direkt gesteuerte Kanäle, von denen insgesamt nur ca. 20 Prozent in ihrer Funktion bekannt waren. Das Erbmaterial der unbekannten Kanäle injizierten die Forscher in Froscheier, die daraufhin die entsprechenden Kanäle ausbildeten und ihre Untersuchung ermöglichten. Durch ein Screening mit verschiedenen Testsubstanzen stellten die Forscher fest, dass zwei der Gene die Baupläne für einen Histamin-gesteuerten Kanal liefern.

Wie arbeitet der Kanal ...

Seit ca. zehn Jahren lernt jeder Biologiestudent, dass es sechs Typen von direkt gesteuerten Kanälen gibt. Die Unterteilung ergibt sich aus den sechs verschiedenen Transmittern, die sie öffnen (Glutamat, Acetylcholin, GABA, Glycin, Serotonin und ATP). Von Histamin wusste man bislang nur, dass es einen Fluss elektrischer Teilchen an der Zelle erzeugt. Wie dies geschieht und welche Strukturen beteiligt sind, war unklar. Mit dem neu entdeckten Kanal kennt man nun einen siebten direkt gesteuerten Kanaltyp, die Wissenslücke schließt sich. Mit einer pharmakologischen Charakterisierung klärten die Wissenschaftler dann, ob es andere Stoffe gibt, die den Kanal öffnen können, welchen Einfluss die Histamin-Konzentration hat und welche Stoffe den Rezeptor hemmen und so eine Kanalöffnung verhindern können. Dabei zeigte sich, dass z. B. Antihistaminika, die auf den menschlichen indirekt gesteuerten Histamin-Rezeptor hemmend wirken (und so eine allergische Reaktion unterdrücken sollen) auch den Insekten-Kanal blockieren. In der Pharmaindustrie könnte der Kanal einen neuen Ansatzpunkt für Insektizide bieten.

... und wo findet man ihn ?

Nun fragten sich die Wissenschaftler, wo der Kanal in der Fliege vorkommt. Sie färbten alle Zellen an, in denen der Kanal gebildet wird und wurden im Fliegenauge fündig: In einer dünnen Zellschicht wurden Zellen markiert, die die erste Schaltzentrale für visuelle Reize im Fliegenauge bilden. Damit hat die Arbeitsgruppe nicht nur einen neuen Ionenkanal entdeckt, sondern auch ein bislang fehlendes Bindeglied beim Verständnis, wie Insekten Sehinformation verarbeiten. Das Ergebnis passt zu der Erkenntnis, dass Fliegen ohne dieses Gen blind sind. Jetzt erforschen die Wissenschaftler die übrigen potentiellen Kanal-Gene von Drosophila und suchen auch beim Menschen nach einem durch Histamin direkt gesteuerten Kanal. Die Gruppe um Professor Hatt geht davon aus, dass es maximal zehn Transmitter gibt, die Kanäle direkt öffnen, so dass nur zwei bis drei Kanäle übrig bleiben, zu denen noch kein Gen gefunden wurde.

Titelaufnahme

G. Gisselmann, H. Pusch, B.T. Hovemann, H. Hatt; Primary structure and functional expression of two histamine-gated ion channels in Drosophila melanogaster; Nature neuroscience Vol. 5 (1), S. 11-12, 2002

Weitere Informationen

Prof. Dr. Dr. Dr. Hanns Hatt, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Biologie, Lehrstuhl für Zellphysiologie, Tel. 0234/32-26792, Fax: 0234/32-14129, E-Mail: hanns.hatt@ruhr-uni-bochum.de

Dr. Josef König | idw

Weitere Berichte zu: Drosophila Gen Histamin Kanal Rezeptor Transmitter Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Forschende der Uni Kiel entwickeln extrem empfindliches Sensorsystem für Magnetfelder
15.02.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Getarntes Virus für die Gentherapie von Krebs
31.01.2018 | Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics