Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Motorprotein tanzt in unseren Zellen

26.09.2017

Biologen der Universität Tübingen erforschen anhand „optischer Pinzetten“, wie sich die winzigen molekularen Maschinen auf einer Nanoskala fortbewegen

Motorproteine treiben als molekulare Maschinen viele lebenswichtige Prozesse in unseren Zellen an: Dabei bewegen sie sich „tanzenderweise“ fort, wie Professor Erik Schäffer und sein Team vom Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP) der Universität Tübingen nun in einer Studie zeigen.


Die Wissenschaftler ließen das Motorprotein Kugeln aus Flüssigkristall mit dem Durchmesser von einem Mikrometer transportieren, welche als Rotationssonden dienten (1 Mikrometer=1000 Nanometer). In A

Abbildung: Avin Ramaiya

Um die winzigen Proteine auf der Größenskala von Nanometern, also einem Millionstel Millimeter, verfolgen zu können, nutzte er eine selbstentwickelte optische Pinzette. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Fachmagazin PNAS veröffentlicht.

Motorproteine, wie beispielsweise das Kinesin, sind die treibende Kraft für Prozesse in unseren Zellen: Beispielsweise ziehen sie bei der Zellteilung Chromosomen ‒ das Erbgut ‒ mechanisch auseinander oder sie transportieren „Pakete“ innerhalb der Zelle von A nach B, entlang winziger 13-spuriger „Autobahnen“, genannt Miktrotubuli.

Mit einer Länge von etwa 60 Nanometern sind diese Motorproteine mit bloßem Auge nicht sichtbar, doch ihre Auswirkung ist enorm: Funktioniert beispielsweise der Transport in Nervenzellen nicht mehr, kann dies unter anderem zu neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer führen.

Wie sich diese Motoren entlang der Mikrotubuli bewegen ist deshalb eine grundlegende, biologische Fragestellung. Aufschlüsse zu ihrer Funktion könnten wichtig für die Entwicklung von Medikamenten gegen neurodegenerative Erkrankungen oder ungewollte Zellteilung wie bei Krebs sein.

Der Biophysiker Erik Schäffer hat ein neues Mikroskop entwickelt, eine optische Pinzette mit Rotationssensor, mit dem gleichzeitig die Fortbewegungen wie auch die Drehung der nanoskaligen Motoren gemessen werden kann.

Nach derzeitigen Erkenntnissen hat das Kinesin zwei „Füße“, die es in acht Nanometer großen Schritten einen vor den anderen setzt, um sich vorwärts zu bewegen ‒ ähnlich wie beim menschlichen Gang. Die neuen Messungen zeigen nun, dass es sich dabei nicht nur vorwärts bewegt, sondern auch noch dreht, ähnlich wie bei einem Wiener Walzer: Es macht mit jedem Schritt eine halbe Drehung und dreht in einer Rotationsbewegung sich selbst und die zu transportierenden „Pakete“ immer in die gleiche Richtung weiter.

Welche Auswirkung diese Art der Fortbewegung auf den Transport und die Zellteilung hat, wollen die Wissenschaftler in weiteren Studien untersuchen.

Publikation: Avin Ramaiya, Basudev Roy, Michael Bugiel and Erik Schäffer, Kinesin rotates unidirectionally and generates torque while walking on microtubules, PNAS, doi/10.1073/pnas.1706985114

Kontakt:
Prof. Dr. Erik Schäffer
Universität Tübingen
Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP)
Telefon: +49 7071-29-78831
Erik.Schaeffer@uni-tuebingen.de

Antje Karbe | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht "Pubertäre" Insekten: Wie sich ihr Wachstum molekular blockieren lässt
19.11.2018 | Universität Leipzig

nachricht Durchsichtige Fliegen
19.11.2018 | Technische Universität Wien

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: Rasende Elektronen unter Kontrolle

Die Elektronik zukünftig über Lichtwellen kontrollieren statt Spannungssignalen: Das ist das Ziel von Physikern weltweit. Der Vorteil: Elektromagnetische Wellen des Licht schwingen mit Petahertz-Frequenz. Damit könnten zukünftige Computer eine Million Mal schneller sein als die heutige Generation. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind diesem Ziel nun einen Schritt nähergekommen: Ihnen ist es gelungen, Elektronen in Graphen mit ultrakurzen Laserpulsen präzise zu steuern.

Eine Stromregelung in der Elektronik, die millionenfach schneller ist als heutzutage: Davon träumen viele. Schließlich ist die Stromregelung eine der...

Im Focus: UNH scientists help provide first-ever views of elusive energy explosion

Researchers at the University of New Hampshire have captured a difficult-to-view singular event involving "magnetic reconnection"--the process by which sparse particles and energy around Earth collide producing a quick but mighty explosion--in the Earth's magnetotail, the magnetic environment that trails behind the planet.

Magnetic reconnection has remained a bit of a mystery to scientists. They know it exists and have documented the effects that the energy explosions can...

Im Focus: Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

Der sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern beherbergt einen Exoplaneten

Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtjahre...

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kalikokrebse: Erste Fachtagung zu hochinvasiver Tierart

16.11.2018 | Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

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

Zikavirus-Vektorimpfstoff schützt im Mausmodell Mutter und Nachkommen

19.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

Durchsichtige Fliegen

19.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

Plastikmüll aus der Ferne identifizieren

19.11.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

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