Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entwicklungsbiologie - Tödliche Mitgift

11.12.2015

Was bringt Zellen zum Absterben? LMU-Forscher um Biologieprofessorin Barbara Conradt zeigen, dass bereits in der Mutterzelle ungleiche Überlebenschancen angelegt sind.

Der programmierte Zelltod – die Apoptose – ist ein streng regulierter, universell gültiger Prozess, mit dem höhere Organismen unerwünschte Zellen beseitigen. Wichtig ist dies beispielsweise bei der Embryonalentwicklung, bei der zahlreiche überflüssige oder nicht mehr benötigte Zellen anfallen.


Foto: Bob Goldstein, UNC Chapel Hill / wikimediaorg

Forscher um Barbara Conradt, LMU-Professorin für Zell- und Entwicklungsbiologie, haben am Modellorganismus, dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans (C. elegans), untersucht, welche Mechanismen die Apoptose auslösen. Dabei konnten sie zeigen, dass schon in der Mutterzelle die Weichen für das Schicksal der Tochterzellen gestellt werden. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher im Magazin Nature Communications.

Während der Entwicklung von C. elegans entstehen 1090 Zellen, von denen aber 131 wieder absterben. Da genau bekannt ist, wann welche Zellen sterben, ist der Wurm für Studien zur Apoptose besonders geeignet – und da dieser Prozess bei allen höheren Organismen weitgehend übereinstimmt, können die Ergebnisse auch auf andere Organismen übertragen werden.

Die Apoptose läuft in genau definierten Schritten ab: Zunächst wird bestimmt, welche Zellen eliminiert werden sollen, dann folgt das eigentliche Abtöten der Zelle. „Wenn eine Zelle stirbt, verändert sich ihr Aussehen. Schließlich wird sie von Nachbarzellen einverleibt und verdaut. Dieser Prozess wird als Engulfment bezeichnet“, erklärt Conradt. „Seit etwa 15 Jahren ist bekannt, dass die Engulfment-Signalwege nicht nur als Müllabfuhr für tote Zellen dienen, sondern bereits beim Töten eine Rolle spielen. Wir haben jetzt entdeckt, auf welche Weise das passiert.“

Als Modell diente den Forschern die sogenannte NSM-Zelllinie von C. elegans. Aus NSM-Mutterzellen entstehen durch Teilung zwei unterschiedlich große Tochterzellen, von denen die kleinere sofort nach der Teilung stirbt. „Bisher dachte man, dass die Zelltodmaschinerie erst nach der Teilung anspringt“, sagt Conradt. „Wir konnten nun zeigen, dass sie in gewissem Umfang schon in der Mutterzelle aktiv ist und in bestimmten Nachbarzellen der Mutterzelle Teile des Engulfment-Signalwegs aktiviert.“

Diese Nachbarzellen wiederum bewirken dann in der Mutterzelle eine ungleiche Verteilung des Proteins CED-3 (einer Zelltodprotease oder ‚Caspase‘) – und zwar so, dass sich CED-3 in dem Bereich konzentriert, aus dem nach der Teilung die kleinere Tochterzelle hervorgeht.

Von CED-3 ist bekannt, dass es als „Killerfaktor“ den Zelltod aktiviert. „Die Mutterzelle leistet demnach schon vor der Teilung quasi Sterbehilfe für die kleinere Tochterzelle, indem sie ihr einen Großteil der zelltod-fördernden Faktoren mitgibt“, sagt Conradt.

Als nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler nun diesen Prozess weiter analysieren und untersuchen, ob er auch in Säugetierzellen oder in Stammzellen abläuft. „Gerade bei Stammzellen, die sich auch asymmetrisch teilen, hat die ungleiche Verteilung von Ressourcen möglicherweise eine wichtige Funktion, da so unerwünschte Stoffe der absterbenden Tochterzelle mitgegeben und beseitigt werden können“, sagt Conradt.

Die Apoptose ist auch medizinisch sehr interessant, denn Fehler bei diesem Prozess können für den ganzen Organismus schädlich sein – und zwar sowohl, wenn noch benötigte Zellen absterben, als auch, wenn Zellen überleben, die normalerweise hätten sterben sollen. Mit Fehlern bei der Apoptose werden zahlreiche Erkrankungen in Verbindung gebracht, etwa Krebs, neurodegenerative Erkrankungen und Autoimmunkrankheiten. Ein vertiefter Einblick in die Mechanismen der Apoptose könnte künftig helfen, neue Zielstrukturen für Therapien zu entwickeln.
Nature Communications 2015

Publikation:
Engulfment pathways promote programmed cell death by enhancing the unequal segregation of apoptotic potential
Sayantan Chakraborty, Eric J. Lambie, Samik Bindu, Tamara Mikeladze-Dvali and
Barbara Conradt
Nature Communications 2015
DOI: 10.1038/ncomms10126

Kontakt:
Prof. Dr. Barbara Conradt
Biozentrum der LMU München
Department Biologie II
Zell- und Entwicklungsbiologie
Phone: 089 2180-74050
Email: conradt@biologie.uni-muenchen.de
http://www.cellbiology.bio.lmu.de/people/principal_investigators/barbara_conradt...

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität München
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wenn Zellen zu Kannibalen werden
21.10.2019 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

nachricht Wie sich Darmzellen erneuern – Klumpfuss spielt Rolle bei Zelldifferenzierung
21.10.2019 | Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)

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: Freiburger Forschenden gelingt die erste Synthese eines kationischen Tetraederclusters in Lösung

Hauptgruppenatome kommen oft in kleinen Clustern vor, die neutral, negativ oder positiv geladen sein können. Das bekannteste neutrale sogenannte Tetraedercluster ist der weiße Phosphor (P4), aber darüber hinaus sind weitere Tetraeder als Substanz isolierbar. Es handelt sich um Moleküle aus vier Atomen, deren räumliche Anordnung einem Tetraeder aus gleichseitigen Dreiecken entspricht. Bisher waren neben mindestens sechs neutralen Versionen wie As4 oder AsP3 eine Vielzahl von negativ geladenen Tetraedern wie In2Sb22– bekannt, jedoch keine kationischen, also positiv geladenen Varianten.

Ein Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, diese positiv geladenen...

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...

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

Strom aus Meereswellen – Prototyp läuft in Nordsee

21.10.2019 | Energie und Elektrotechnik

Wenn Zellen zu Kannibalen werden

21.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Neue Impulse für die Energiewende – Power2X startet in die zweite Projektphase

21.10.2019 | Energie und Elektrotechnik

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