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 Insekten teilen den gleichen Signalweg zur dreidimensionalen Entwicklung ihres Körpers
18.10.2019 | Universität zu Köln

nachricht Das Rezept für eine Fruchtfliege
18.10.2019 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

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

Insekten teilen den gleichen Signalweg zur dreidimensionalen Entwicklung ihres Körpers

18.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Volle Wertschöpfungskette in der Mikrosystemtechnik – vom Chip bis zum Prototyp

18.10.2019 | Physik Astronomie

Innovative Datenanalyse von Fraunhofer Austria

18.10.2019 | Informationstechnologie

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