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Zwischenprodukt mit wichtiger Funktion

19.07.2012
Forscher der Universität Cambridge (Großbritannien) und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben nachgewiesen, dass das Membranlipid PI4P bei der Regulation der Innenseite der Zellmembran eine deutlich größere Rolle spielt als bislang angenommen. Die Ergebnisse haben die Forscher jetzt im Wissenschaftsmagazin „Science“ veröffentlicht.

Die Hülle aller Zellen des Körpers, die sogenannte Zellmembran, trennt das Zellinnere von ihrer Umgebung. Sie kontrolliert den Austausch von Substanzen über Signalwege und damit die Zusammensetzung im Zellinneren. Diese Signalwege werden beispielsweise benutzt, um die Kontraktionskraft des Herzmuskels oder die Freisetzung von Insulin zu steuern.

In der Zellmembran finden sich negativ geladene Komponenten, wie Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphat [PI(4,5)P2], das eine wichtige Rolle bei der Weiterleitung extrazellulärer Signale in die Zelle spielt. Bei der Herstellung von PI(4,5)P2 entsteht auch PI4P – ein Membranlipid, dem bislang nur der Status eines Zwischenproduktes eingeräumt wurde.

Eine Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Robin Irvine von der University of Cambridge (Großbritannien) konnte in Experimenten erstmals einen klaren Unterschied in der Funktion dieser beiden Substanzen nachweisen: Es ließen sich Bindungspartner finden, die vorwiegend mit einem der beiden Membranlipide reagieren. Zudem zeigte sich, dass die Herstellung von PI(4,5)P2 weniger von PI4P abhängt als bisher angenommen. Zugleich ergaben sich Hinweise darauf, dass das PI4P die Funktion des PI(4,5)P2 zumindest teilweise übernehmen kann.

Zu den von Dr. Gerald Hammond durchgeführten Experimenten konnte der Erlanger Forscher Dr. Michael Fischer einen wichtigen Puzzlestein beisteuern: Einige Ionenkanäle in der Zellmembran, die unter anderem der Übertragung von Schmerz- und Temperaturreizen dienen, benötigen PI(4,5)P2 und PI4P für ihre ordnungsgemäße Funktion. Überraschend ist, dass die Membranlipide hierbei unterschiedliche Aufgaben wahrnehmen. „Insgesamt erscheinen beide Substanzen in ihrer Regulationsfunktion deutlich unabhängiger als bisher angenommen“, erklärt Michael Fischer.

Eine selektive Beeinflussung dieser Substanzen und die Entwicklung entsprechender Medikamente sind nach gegenwärtigen Erkenntnissen prinzipiell möglich. Da jedoch sehr viele Körperfunktionen von PI(4,5)P2 und PI4P gesteuert werden, sind weitere Forschungsprojekte nötig, um in Zukunft praktische Einsatzmöglichkeiten zu finden. Die Ergebnisse wurden im international renommierten Wissenschaftsmagazin Science (DOI: 10.1126/science.1222483) veröffentlicht.

Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), gegründet 1743, ist mit 33.500 Studierenden, 630 Professuren und rund 12.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte Universität in Nordbayern. Und sie ist, wie aktuelle Erhebungen zeigen, eine der erfolgreichsten und forschungsstärksten. So liegt die FAU beispielsweise beim aktuellen Forschungsranking der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) auf Platz 8 und gehört damit in die Liga der deutschen Spitzenuniversitäten. Neben dem Exzellenzcluster „Engineering of Advanced Materials“ (EAM) und der im Rahmen der Exzellenzinitiative eingerichteten Graduiertenschule „School of Advanced Optical Technologies“ (SAOT) werden an der FAU derzeit 31 koordinierte Programme von der DFG gefördert

Die Friedrich-Alexander-Universität bietet insgesamt 160 Studiengänge an, darunter sieben Bayerische Elite-Master-Studiengänge und über 30 mit dezidiert internationaler Ausrichtung. Keine andere Universität in Deutschland kann auf ein derart breit gefächertes und interdisziplinäres Studienangebot auf allen Qualifikationsstufen verweisen. Durch über 500 Hochschulpartnerschaften in 62 Ländern steht den Studierenden der FAU schon während des Studiums die ganze Welt offen.

Weitere Informationen für die Medien:

PD Dr. Michael Fischer
Tel.: 09131/85-29302
fischer@physiologie1.uni-erlangen.de

Heiner Stix | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-erlangen.de

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