Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rabiate Zellen auf Wanderschaft

06.09.2016

Wenn Zellen wachsen und sich vermehren, treten sie mit anderen Zellen in Kontakt. Das ist bei der Entwicklung, der Regeneration oder nach Verletzungen so, doch auch beim Krebswachstum und der Metastasenbildung. Bei diesen Zellkontakten tauschen die Zellen Informationen über Proteine ihrer Zellmembranen aus. Wollen die Zellen ein abstoßendes Signal übermitteln, müssen die gebildeten Proteinkomplexe zwischen den beiden Zellen wieder getrennt werden. Dies geht anscheinend am schnellsten, wenn eine Zelle den Proteinkomplex aus der Membran der Nachbarzelle verschluckt. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried zeigen nun, welche Moleküle diesen Vorgang steuern.

Entwicklung ist ein rasanter Prozess. Immer mehr Zellen entstehen und müssen ihre Position im Körper finden, sich gegeneinander abgrenzen, um Gewebe zu bilden, oder, wie im Fall des Nervensystems, weit entfernte Partnerzellen kontaktieren. „Zu dem Gedränge kommt ein ordentliches Geschubse“, sagt Rüdiger Klein, der mit seiner Abteilung am Max-Planck-Institut für Neurobiologie untersucht, wie Zellen sich zurechtfinden.


Die stabilen Proteinkomplexe (gelb) zwischen zwei Zellen werden zum Trennen der Zellen mit Hilfe des Signalproteins Tiam in eine der Zellen hineingezogen (gelbe Punkte in der roten Zelle).

MPI für Neurobiologie / Gaitanos

„Eine beliebte Methode, einer anderen Zelle die Richtung zu weisen, ist das Wegstoßen nach kurzem Kontakt.“ Nach Beobachtung der Wissenschaftler gehen die Zellen dabei nicht gerade zimperlich miteinander um und verschlucken sogar ganze Stücke aus der Membran der jeweils anderen Zelle.

Wenn Zellen miteinander in Kontakt treten, geschieht dies oft über Ephrine und Eph-Rezeptoren. Diese Proteine befinden sich auf der Oberfläche fast aller Zellen. Treffen zwei Zellen aufeinander, verbinden sich ihre Ephrine und Eph-Rezeptoren zu festen Ephrin/Eph-Komplexen. Diese Komplexe setzen daraufhin über Signalketten den Abstoßungsprozess in Gang.

„Nun kommt das Problem, denn anscheinend wollen sich die Zellen dann so schnell wie möglich trennen – doch durch die stabilen Ephrin/Eph-Komplexe hängen die beiden Zellen aneinander“, erklärt Rüdiger Klein. Also machen die Zellen etwas anderes: Sie stülpen die eigene Zellmembran so weit über die einzelnen Komplexe, bis sich der Komplex samt angrenzender Membran aus der Nachbarzelle herauslöst und ganz in die Zelle aufgenommen wird.

Dass Zellen diesen als Endozytose bekannten Vorgang nutzen können, um sich voneinander zu trennen, fanden die Max-Planck-Forscher bereits 2003 heraus. Fortschritte in der Molekularbiologie haben es ihnen nun ermöglicht zu zeigen, wie der Vorgang im Detail gesteuert wird.

Mit einer Reihe genetischer Modifikationen und dem gezielten Ausschalten einzelner Zellkomponenten konnten die Wissenschaftler zeigen, dass durch die Bildung des Ephrin/Eph-Komplexes Tiam-Signalproteine aktiviert werden. Als Folge werden Rac-Enzyme aktiv, die wiederum durch eine lokale Umstrukturierung des Aktin-Zellskeletts zum Ausstülpen der Zellmembran über den Ephrin/Eph-Komplexe führen. Fehlt eine dieser Komponenten, ist die Aufnahme des Komplexes durch Endozytose blockiert, und somit können die Zellen sich nicht abstoßen und hängen aneinander fest.

Die Aufklärung dieses Signalwegs ist wichtig, um die Entwicklung von neuronalen Netzwerken und anderen Organsystemen besser zu verstehen. Das Ergebnis ist jedoch auch für die Krebsforschung sehr interessant: Ephrine und Eph-Rezeptoren spielen durch ihre Fähigkeit, die Zellabstoßung zu steuern, eine große Rolle beim Eindringen von Krebszellen in Gewebe und der Metastasenbildung.

Daher stehen die Rezeptoren und ihre Bindungspartner im Fokus aktueller medizinischer Forschung. Sind die Komponenten des Signalweges bekannt, über den die Zellabstoßung gelenkt wird, könnten sich daraus neue Ansatzpunkte für Therapeutika entwickeln.

ORIGINALVERÖFFENTLICHUNG

Thomas N. Gaitanos, Jorg Koerner, Rüdiger Klein
Tiam/Rac signaling mediates trans-endocytosis of ephrin receptor EphB2 and is important for cell repulsion
Journal of Cell Biology, 5. September 2016

KONTAKT

Dr. Stefanie Merker
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried
Tel.: 089 - 8578 3514
E-Mail: merker@neuro.mpg.de

Prof. Dr. Rüdiger Klein
Abteilung "Moleküle – Signale – Entwicklung"
Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried
Tel.: 089 - 8578 3150
Email: rklein@neuro.mpg.de

Weitere Informationen:

http://www.neuro.mpg.de/klein/de - Webseite der Abteilung von Prof. Rüdiger Klein

Dr. Stefanie Merker | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»
19.11.2019 | Universität Bern

nachricht Tiefseebakterien ernähren sich wie ihre Nachbarn
19.11.2019 | Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

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: Eine Fernsteuerung für alles Kleine

Atome, Moleküle oder sogar lebende Zellen lassen sich mit Lichtstrahlen manipulieren. An der TU Wien entwickelte man eine Methode, die solche „optischen Pinzetten“ revolutionieren soll.

Sie erinnern ein bisschen an den „Traktorstrahl“ aus Star Trek: Spezielle Lichtstrahlen werden heute dafür verwendet, Moleküle oder kleine biologische Partikel...

Im Focus: Atome hüpfen nicht gerne Seil

Nanooptische Fallen sind ein vielversprechender Baustein für Quantentechnologien. Forscher aus Österreich und Deutschland haben nun ein wichtiges Hindernis für deren praktischen Einsatz aus dem Weg geräumt. Sie konnten zeigen, dass eine besondere Form von mechanischen Vibrationen gefangene Teilchen in kürzester Zeit aufheizt und aus der Falle stößt.

Mit der Kontrolle einzelner Atome können Quanteneigenschaften erforscht und für technologische Anwendungen nutzbar gemacht werden. Seit rund zehn Jahren...

Im Focus: Der direkte Weg zur Phosphorverbindung: Regensburger Chemiker entwickeln Katalysemethode

Wissenschaftler finden effizientere und umweltfreundlichere Methode, um Produkte ohne Zwischenstufen aus weißem Phosphor herzustellen.

Pflanzenschutzmittel, Dünger, Extraktions- oder Schmiermittel – Phosphorverbindungen sind aus vielen Mitteln für den Alltag und die Industrie nicht...

Im Focus: Atoms don't like jumping rope

Nanooptical traps are a promising building block for quantum technologies. Austrian and German scientists have now removed an important obstacle to their practical use. They were able to show that a special form of mechanical vibration heats trapped particles in a very short time and knocks them out of the trap.

By controlling individual atoms, quantum properties can be investigated and made usable for technological applications. For about ten years, physicists have...

Im Focus: Neu entwickeltes Glas ist biegsam

Eine internationale Forschungsgruppe mit Beteiligung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat ein Glasmaterial entwickelt, das sich bei Raumtemperatur bruchfrei verformen lässt. Das berichtet das Team aktuell in "Science". Das extrem harte und zugleich leichte Material verspricht ein großes Anwendungspotential – von Smartphone-Displays bis hin zum Maschinenbau.

Gläser sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Welt. Dabei handelt es sich im Alltag meist um sauerstoffhaltige Gläser, wie sie etwa für Fenster und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

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

Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»

19.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Supereffiziente Flügel heben ab

19.11.2019 | Materialwissenschaften

Energiesysteme neu denken - Lastmanagement mit Blockheizkraftwerk

19.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

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