Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Komponente der Herzmuskulatur entdeckt: Forscher identifizieren Funktionsweise eines Proteins

21.03.2019

Das Herz bringt Muskelkraft auf, indem sich zahlreiche kontraktile Einheiten des Herzmuskels verkürzen. Biologen der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster haben herausgefunden, dass ein bestimmtes Motorprotein für die mechanische Stabilisierung der kontraktilen Einheiten im Herzen verantwortlich ist. Die Studie ist in „The Journal of Biological Chemistry“ erschienen.

Damit das Herz richtig arbeiten kann, muss es Muskelkraft aufbringen. Dies geschieht, indem sich zahlreiche Sarkomere, die kleinsten Einheiten des Herzmuskels, verkürzen.


Mikroskopische Aufnahme des Herzmuskels. Die sich wiederholenden, gestreiften Elemente stellen Sarkomere dar, und die dunklen Strukturen repräsentieren die Mitochondrien.

WWU Münster - Andreas Unger

Die hierzu notwendige Zugkraft basiert auf der Aktivität von klassischen Motorproteinen, die ihrerseits Proteinfäden des Sarkomers gegeneinander verschieben.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) haben nun in Kooperation mit Forschern aus dem kanadischen Toronto und dem niederländischen Leiden mehr über die Funktion eines bestimmten Motorproteins herausgefunden, dem Myosin 18A, kurz Myo18A.

Sie entdeckten, dass eine neue Variante des Proteins für die mechanische Stabilisierung des Sarkomers im Herzen verantwortlich ist. Die Ergebnisse könnten dabei helfen, die Grundlagen des Herzmuskel-Aufbaus und dessen Kontraktion besser zu verstehen.

Die Studie ist in der Fachzeitschrift „The Journal of Biological Chemistry“ erschienen und als Forschungshöhepunkt, dem „Editors’ Pick“, ausgezeichnet worden.

Hintergrund und Methode:

Bereits zuvor hatten Forscher vermutet, dass das Motorprotein Myosin 18A unter anderem für die Fortbewegung von Zellen wichtig ist. Dass es wie sein „Verwandter“, das Myosin 18B (Myo18B), für die Funktion des Herzmuskels eine kritische Rolle spielt, war bisher unbekannt.

Mithilfe von sogenannten Genexpressionsanalysen beobachteten die Wissenschaftler: Das Gen, das das Protein Myo18A codiert, ist im Herzen von Mäusen während der Embryonalentwicklung in hohem Maße aktiv. Um die Funktion des Proteins zu bestimmen, schalteten die Wissenschaftler das Gen in Mäusen aus.

Hierbei zeigte sich, dass diese Veränderung für die sich entwickelnden Embryonen tödlich war – genauso, wenn das Protein ausschließlich in der Herzmuskulatur ausgeschaltet war. „Das bedeutet im Umkehrschluss, dass das Protein eine wichtige Funktion für das Herz zu haben scheint“, sagt Biologe Dr. Peter Hanley, Gruppenleiter am Institut für Molekulare Zellbiologie der WWU.

In Kooperation mit Dr. Matthias Seidl vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Medizinischen Fakultät der WWU zeigten die Wissenschaftler, dass eine bisher unbekannte, muskelspezifische Proteinvariante, Myo18Aγ, stark im Herzen exprimiert war – im Gegensatz zu den bereits bekannten Varianten Myo18Aα und Myo18β. Schalteten sie die neu entdeckte Proteinform genetisch aus, störte dies den Aufbau des Sarkomers.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass nicht nur das Myosin Myo18B, sondern auch Myo18A spezielle Funktionen im Sarkomer haben“, sagt Markus Horsthemke, Erstautor der Studie. Die Forscher vermuten, dass Myo18Aγ in erster Linie als Strukturprotein für die mechanische Stabilisierung des Sarkomers verantwortlich und nicht unmittelbar an der Kontraktion des Herzmuskels beteiligt ist.

Bei der Studie handelt es sich um eine Grundlagenforschung. Ob und wann die Ergebnisse zu möglichen Anwendungen führen können, ist derzeit nicht absehbar. In weiteren Untersuchungen wollen die Forscher entschlüsseln, wie genau Myo18Aγ den Aufbau und die Funktion des Sarkomers reguliert.

Förderung:

Die Studie erhielt finanzielle Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, den Exzellenzcluster „Cells in Motion“ der Universität Münster und die kanadischen Forschungsorganisationen „Genome Canada“ und „Ontario Genomics“.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Peter Hanley
Institut für Molekulare Zellbiologie
Schlossplatz 5
48149 Münster
Tel: +49 251 83-23854
hanley@uni-muenster.de

Originalpublikation:

Horsthemke M. et al. (2019): A novel isoform of myosin 18A (Myo18Aγ) is an essential sarcomeric protein in mouse heart. Journal of Biological Chemistry; DOI: 10.1074/jbc.RA118.004560

Svenja Ronge | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
https://www.uni-muenster.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Integrierte Zuckermoleküle schonen Zellkulturen
17.05.2019 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Erstmals Einsatz von gefäßschützendem Antikörper bei kardiogenem Schock
17.05.2019 | Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e.V.

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: Quanten-Cloud-Computing mit Selbstcheck

Mit einem Quanten-Coprozessor in der Cloud stoßen Innsbrucker Physiker die Tür zur Simulation von bisher kaum lösbaren Fragestellungen in der Chemie, Materialforschung oder Hochenergiephysik weit auf. Die Forschungsgruppen um Rainer Blatt und Peter Zoller berichten in der Fachzeitschrift Nature, wie sie Phänomene der Teilchenphysik auf 20 Quantenbits simuliert haben und wie der Quantensimulator das Ergebnis erstmals selbständig überprüft hat.

Aktuell beschäftigen sich viele Wissenschaftler mit der Frage, wie die „Quantenüberlegenheit“ auf heute schon verfügbarer Hardware genutzt werden kann.

Im Focus: Self-repairing batteries

UTokyo engineers develop a way to create high-capacity long-life batteries

Engineers at the University of Tokyo continually pioneer new ways to improve battery technology. Professor Atsuo Yamada and his team recently developed a...

Im Focus: Quantum Cloud Computing with Self-Check

With a quantum coprocessor in the cloud, physicists from Innsbruck, Austria, open the door to the simulation of previously unsolvable problems in chemistry, materials research or high-energy physics. The research groups led by Rainer Blatt and Peter Zoller report in the journal Nature how they simulated particle physics phenomena on 20 quantum bits and how the quantum simulator self-verified the result for the first time.

Many scientists are currently working on investigating how quantum advantage can be exploited on hardware already available today. Three years ago, physicists...

Im Focus: Accelerating quantum technologies with materials processing at the atomic scale

'Quantum technologies' utilise the unique phenomena of quantum superposition and entanglement to encode and process information, with potentially profound benefits to a wide range of information technologies from communications to sensing and computing.

However a major challenge in developing these technologies is that the quantum phenomena are very fragile, and only a handful of physical systems have been...

Im Focus: A step towards probabilistic computing

Working group led by physicist Professor Ulrich Nowak at the University of Konstanz, in collaboration with a team of physicists from Johannes Gutenberg University Mainz, demonstrates how skyrmions can be used for the computer concepts of the future

When it comes to performing a calculation destined to arrive at an exact result, humans are hopelessly inferior to the computer. In other areas, humans are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

MS Wissenschaft startet Deutschlandtour mit Fraunhofer-KI an Bord

17.05.2019 | Veranstaltungen

Wie sicher ist autonomes Fahren?

16.05.2019 | Veranstaltungen

Chemie – das gemeinsame Element

16.05.2019 | Veranstaltungen

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

Integrierte Zuckermoleküle schonen Zellkulturen

17.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Erstmals Einsatz von gefäßschützendem Antikörper bei kardiogenem Schock

17.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Additive Maschinen lernen Superlegierungen kennen

17.05.2019 | Maschinenbau

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