Neue Erkenntnisse über die Entwicklung von Epithelzellen

Bislang nahmen Wissenschaftler an, dass diese beiden Pole in allen Epithelzellen auf dieselbe Art und Weise entstehen – ungeachtet davon, ob sie im Herzen, in der Netzhaut des Auges oder im Nervensystem sitzen.

Dr. Nana Bit-Avragim, Dr. Nicole Hellwig und Dr. Salim Abdelilah-Seyfried konnten jetzt zeigen, dass je nach Gewebe eine andere Variation eines Komplexes aus fünf Kernproteinen aktiv ist und die Epithelzellen ausrichtet. Die Ergebnisse der MDC-Wissenschaftler sind jetzt in der Fachzeitschrift Journal of Cell Science (2008, Vol. 121, pp. 2503-2510)* erschienen.

Weltweit nutzen Wissenschaftler Zebrafische, um die Entwicklungen von Wirbeltieren, zu denen auch der Mensch gehört, zu untersuchen. Zebrafische sind nur wenige Zentimeter groß und ihre Embryonen sind durchscheinend, sodass die Forscher jede Veränderung unter dem Mikroskop beobachten können. In der frühen Entwicklung des Zebrafisches gleicht sein Herz einem Schlauch, der von einer Pumpe aus Epithelzellen umgeben ist.

Ober- und Unterseite einer Epithelzelle unterscheiden sich deutlich. Die Oberseite, die das Organ gegenüber Gewebsflüssigkeit, Hohlräumen oder der Umwelt abgrenzt, erfüllt andere Aufgaben als die zum Bindegewebe gewandte Unterseite. Diese beiden Pole einer Epithelzelle sind für die Funktion des Herzens und anderer Organe lebenswichtig.

Verschiedene Proteine steuern die Zellpolarität

Bislang nahmen Wissenschaftler an, dass die Entstehung der Zellpole von einem Proteinkomplex gesteuert wird, den Wissenschaftler Crumbs/Nagie oko Komplex nennen. „Überraschend ist, dass je nach Gewebe der Proteinkomplex eine andere Zusammensetzung zeigt, jedoch voll funktionsfähig ist“, erläutert Dr. Abdelilah-Seyfried. So werden einige Proteine im Herzen nicht benötigt, die für die Entstehung der Epithelzellen der Netzhaut hingegen grundlegend sind. „Das bisherige Programm mag zwar für einzelne Zellen im Zelllabor zutreffen“, so Dr. Abdelilah-Seyfried, „in einem komplexen Organismus wie dem Zebrafisch gibt es jedoch viele Abweichungen.“ Nach Auffassung der Forscher deuten diese Abweichungen darauf hin, dass die Epithelzellen sich an ihre Aufgaben im jeweiligen Gewebe angepasst haben. Diese Vorgänge sind aber bislang wenig verstanden. Jetzt wollen die MDC-Forscher herausfinden, ob noch weitere Proteine an der Zellpolarisation von Epithelzellen beteiligt sind.

*Divergent polarization mechanisms during vertebrate epithelial development mediated by the Crumbs complex protein Nagie oko

Nana Bit-Avragim1,2,*, Nicole Hellwig1,*, Franziska Rudolph1, Chantilly Munson3, Didier Y.S. Stainier3 and Salim Abdelilah-Seyfried1,?

1Max Delbrück Center (MDC) for Molecular Medicine, Berlin, Germany
2Department of Cardiology, The Charité University Medical School of Berlin, Campus Buch, Campus Virchow Clinics, Berlin, Germany

3Department of Biochemistry and Biophysics and Programs in Developmental Biology, Genetics, and Human Genetics, Cardiovascular Research Institute, University of California, San Francisco, CA 94143-2711, USA

Barbara Bachtler
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