Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

50 Jahre altes Rätsel gelöst: Warum sich bestimmte Zellen abstossen

02.10.2015

Wenn Zellen aus dem Bindegewebe aufeinanderprallen, stossen sie sich ab – dieses Phänomen wurde bereits vor über 50 Jahren entdeckt. Erst jetzt haben Forscher an der Universität Basel die molekularen Grundlagen dieses Prozesses aufgedeckt, wie sie in der Fachzeitschrift «Developmental Cell» berichten. Ihre Erkenntnisse könnten für die Krebsforschung wichtig werden.

Fibroblasten sind bewegliche Bestandteile des Bindegewebes, dessen Festigkeit sie auch regulieren. Darüber hinaus spielen Fibroblasten eine wichtige Rolle bei malignen Hauterkrankungen wie etwa dem Melanom. In der Forschung dienen sie als Modellsystem, um die Wanderung der Zellen zu studieren.


Beweglicher Fibroblast: Das Protein srGAP2, das die Abstossungsreaktion einleitet, ist an der Zellfront stark konzentriert (unten, in Rot, Gelb und Grün).

Universität Basel, Departement Biomedizin

Signalkette identifiziert

In den frühen 1950er-Jahren entdeckte der britische Zellbiologe Michael Abercrombie, dass sich kollidierende Fibroblasten gegenseitig abstossen und dabei die Bewegungsrichtung ändern. Er nannte dieses Phänomen «contact inhibition of locomotion». Obwohl dabei einzelne Proteine als wichtige Faktoren identifiziert wurden, glichen die molekularen Grundlagen dieser Reaktion eher einem Puzzle im Anfangsstadium. Vor allem war ungeklärt, welche Abstossungssignale daran beteiligt sind, wie sie von aussen in die Zelle gelangen und wie sie das Zellskelett beeinflussen, das wiederum die Zellbewegung reguliert.

Die Forschungsgruppe von Prof. Olivier Pertz an der Universität Basel hat nun genau diese Fragen beantwortet. Sie identifizierte eine zusammenhängende Signalkette, die aus drei Proteinen namens Slit2, Robo4 und srGAP2 besteht und so funktioniert:

- Der Abstossungsfaktor Slit2 bindet an den Rezeptor Robo4, worauf das Signal ins Zellinnere gelangt und srGAP2 aktiviert.
- Dieses Molekül hemmt darauf den Regulator Rac1, der das Zellskelett koordiniert.
- Durch die Inaktivierung von Rac1 zieht sich die Zelle zurück, sodass sich zwei Zellen abstossen.

Schaltet man die Funktion von Slit2, Robo4 oder srGAP2 aus, bleiben zusammenstossende Zellen aneinander kleben und kommen nicht so leicht wieder voneinander weg.

Eine «molekulare Stossstange»

Das Besondere an dieser Signalkette ist, dass sie sich vorne an der Zellfront befindet, und zwar auch dann, wenn Zellen nicht miteinander kollidieren, sondern sich frei bewegen. Indem in der Zelle eine Art «molekulare Stossstange» zusammengesetzt wird, ist für den Fall einer Kollision zwischen Zellen vorgesorgt. Wo genau diese Stossstange platziert werden muss – nämlich nur in sich nach vorne bewegenden Teilen der Zelle –, wird durch die Zellgeometrie bestimmt, die wiederum vom Protein srGAP2 dechiffriert wird.

Durch die Integration von Membrankrümmung und Abstossungssignalen wird somit sichergestellt, dass die Zell-Zell-Abstossung an der richtigen Stelle stattfindet. Diese Abstossungsreaktion könnte eine wichtige Rolle bei der Metastasierung von Krebs spielen. Dafür spricht, dass die Expression von Slit und Robo bei mehreren Krebsarten dereguliert ist.

Originalbeitrag

Rafael Dominik Fritz, Denis Menshykau, Katrin Martin, Andreas Reimann, Valeria Pontelli, and Olivier Pertz
SrGAP2-Dependent Integration of Membrane Geometry and Slit-Robo-Repulsive Cues Regulates Fibroblast Contact Inhibition of Locomotion
Developmental Cell (2015), doi: 10.1016/j.devcel.2015.09.002

Weitere Auskünfte

Prof. Dr. Olivier Pertz, Universität Basel, Departement Biomedizin, Tel. +41 61 267 35 41, E-Mail: olivier.pertz@unibas.ch

Christoph Dieffenbacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Berichte zu: Expression Festigkeit Fibroblast Krebs Signalkette Zellbiologe Zelle Zellen Zellinnere Zellskelett

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht HIF-1α bremst Natürliche Killerzellen aus
25.05.2020 | Universitätsmedizin Mannheim

nachricht Biochemie-Absolvent der Universität Bayreuth hat Antigen für hochspezifischen Corona-Antikörpertest entwickelt
22.05.2020 | 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: I-call – Wenn Mikroimplantate miteinander kommunizieren / Innovationstreiber Digitalisierung - »Smart Health«

Die Mikroelektronik als Schlüsseltechnologie ermöglicht zahlreiche Innovationen im Bereich der intelligenten Medizintechnik. Das vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT koordinierte BMBF-Verbundprojekt »I-call« realisiert erstmals ein Elektroniksystem zur ultraschallbasierten, sicheren und störresistenten Datenübertragung zwischen Implantaten im menschlichen Körper.

Wenn mikroelektronische Systeme für medizintechnische Anwendungen eingesetzt werden, müssen sie hohe Anforderungen hinsichtlich Biokompatibilität,...

Im Focus: I-call - When microimplants communicate with each other / Innovation driver digitization - "Smart Health“

Microelectronics as a key technology enables numerous innovations in the field of intelligent medical technology. The Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT coordinates the BMBF cooperative project "I-call" realizing the first electronic system for ultrasound-based, safe and interference-resistant data transmission between implants in the human body.

When microelectronic systems are used for medical applications, they have to meet high requirements in terms of biocompatibility, reliability, energy...

Im Focus: Wenn aus theoretischer Chemie Praxis wird

Thomas Heine, Professor für Theoretische Chemie an der TU Dresden, hat 2019 zusammen mit seinem Team topologische 2D-Polymere vorhergesagt. Nur ein Jahr später konnten diese Materialien von einem italienischen Forscherteam synthetisiert und deren topologische Eigenschaften experimentell nachgewiesen werden. Für die renommierte Fachzeitschrift Nature Materials war das Anlass, Thomas Heine zu einem News and Views Artikel einzuladen, der in dieser Woche veröffentlicht wurde. Unter dem Titel "Making 2D Topological Polymers a reality" beschreibt Prof. Heine, wie aus seiner Theorie Praxis wurde.

Ultradünne Materialien sind als Bausteine für nanoelektronische Bauelemente der nächsten Generation äußerst interessant, da es viel einfacher ist, Schaltungen...

Im Focus: When predictions of theoretical chemists become reality

Thomas Heine, Professor of Theoretical Chemistry at TU Dresden, together with his team, first predicted a topological 2D polymer in 2019. Only one year later, an international team led by Italian researchers was able to synthesize these materials and experimentally prove their topological properties. For the renowned journal Nature Materials, this was the occasion to invite Thomas Heine to a News and Views article, which was published this week. Under the title "Making 2D Topological Polymers a reality" Prof. Heine describes how his theory became a reality.

Ultrathin materials are extremely interesting as building blocks for next generation nano electronic devices, as it is much easier to make circuits and other...

Im Focus: Mikroroboter rollt tief ins Innere des Körpers

Mit einem Leukozyten als Vorbild haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart einen Mikroroboter entwickelt, der in Größe, Form und Bewegungsfähigkeit einem weißen Blutkörperchen gleicht. In einem Labor simulierten sie dann ein Blutgefäß – und es gelang ihnen, den Mikroroller durch diese dynamische und dichte Umgebung zu steuern. Der Roboter hielt dem simulierten Blutfluss stand und brachte damit das Forschungsgebiet rund um die zielgenaue Medikamentenabgabe einen Schritt weiter: Es gibt keinen besseren Zugangsweg zu allen Geweben und Organen im menschlichen Körper als den Blutkreislauf.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart haben einen winzigen Mikroroboter entwickelt, der einem weißen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

Erfolgreiche Premiere für das »Electrochemical Cell Concepts Colloquium«

18.05.2020 | Veranstaltungen

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

Künstliche Intelligenz für einen optimierten Mobilfunk

25.05.2020 | Informationstechnologie

Struktur mit dem gewissen Extra

25.05.2020 | Materialwissenschaften

Batterieforschung: Lithium kommt in Sicht

25.05.2020 | Energie und Elektrotechnik

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