15.01.2020 16:06
Wie Zellen ihr Skelett bilden
Zellen benötigen für viele wichtige Prozesse wie Zellteilung und zelluläre Transportvorgänge strukturgebende Filamente, sogenannte Mikrotubuli. Ein Forscher-Team unter Federführung von Wissenschaftlern der Universität Heidelberg hat nun herausgefunden, wie die spiralförmigen, modular aufgebauten Mikrotubuli entstehen und wie ihre Entstehung gesteuert wird. Sichtbar gemacht wurden diese Prozesse mit der hochmodernen Kryo-Elektronenmikroskopie (cryo-EM).
Wie Zellen ihr Skelett bilden
Wissenschaftler erforschen die Entstehung sogenannter Mikrotubuli
Zellen benötigen für viele wichtige Prozesse wie Zellteilung und zelluläre Transportvorgänge strukturgebende Filamente, sogenannte Mikrotubuli. Ein Forscher-Team unter Federführung von Wissenschaftlern der Universität Heidelberg hat nun herausgefunden, wie die spiralförmigen, modular aufgebauten Mikrotubuli entstehen und wie ihre Entstehung gesteuert wird. Sichtbar gemacht wurden diese Prozesse mit der hochmodernen Kryo-Elektronenmikroskopie (cryo-EM).
Plötzlich gesund
Fortschreitende Naturerkenntnis, ganz allgemein gesprochen, ‘Wissenschaft’, ist der stärkste Feind des medizinischen Wunders. Was unseren Vorfahren als Wunder erschien, was einfache Naturvölker heute noch in heftige Erregung versetzt, das berührt den zivilisierten Menschen längst nicht mehr.
Doch es gibt einen Gegensatz, der jedem Denkenden sofort auffällt: der unerhörte, durchaus nicht abgeschlossene Aufstieg der wissenschaftlichen Heilkunde und die ebenso unerhörte Zunahme der Laienbehandlung und der Kurpfuscherei. Man schätzt die Zahl der Menschen, die der Schulmedizin kein Vertrauen schenken, auf immerhin 50 Prozent.
Wie kann es sein, daß Laienbehandler und Kurpfuscher immer wieder spektakuläre Erfolge aufweisen, von denen die Sensationspresse berichtet?
Der Autor geht dieser Frage nach und kommt zu interessanten Erkenntnissen, aus denen er Vorschläge für eine bessere Krankenbehandlung durch seine ärztlichen Standesgenossen ableitet.
„Um Mikrotubuli aus ihren Einzelteilen herstellen zu können, bedienen sich die Zellen struktureller Vorlagen, die eine Schicht der Mikrotubuli-Helix nachahmen und als Startpunkt für die neu zu bildenden Mikrotubuli dienen können“, erläutert Dr. Stefan Pfeffer, Nachwuchsgruppenleiter am Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg (ZMBH). In menschlichen Zellen übernimmt der Gamma-Tubulin-Ring-Komplex (γ-TuRC) diese Rolle als strukturelle Vorlage. Um dessen Einfluss auf die Entstehung der Mikrotubuli genauer zu verstehen, haben die Wissenschaftler mithilfe der cryo-EM die Struktur des γ-TuRC bei molekularer Auflösung bestimmt. Die Studie zeigt im Detail, wie der γ-TuRC aufgebaut ist und wie die etwa 30 verschiedenen Komponenten, die ihn ausmachen, zusammenfinden. Damit wird auch deutlich, auf welche Weise die Neubildung von Mikrotubuli am γ-TuRC durch eine simple Änderung des Ringdurchmessers schnell reguliert werden kann.
„Insbesondere die Aktivierung des γ-TuRC ist essentiell für eine effiziente und zuverlässige Teilung des Erbguts während der Zellteilung. Da die Anzahl der Mikrotubuli in Krebszellen verändert ist und zum aggressiven Verhalten von Tumoren beiträgt, sind die Erkenntnisse auch für die Krebsforschung von Bedeutung“, betont Prof. Dr. Elmar Schiebel, Forschungsgruppenleiter am ZMBH und gemeinsam mit Dr. Pfeffer korrespondierender Autor der Studie. Als einen nächsten Schritt planen die Wissenschaftler, Substanzen zu finden, mit denen die Mikrotubuli bildende Aktivität des γ-TuRC blockiert werden kann. Ziel wäre die Etablierung eines neuen Wirkprinzips für die Hemmung der Zellteilung, eine mögliche Anwendung sehen die Forscher in der Tumortherapie.
Beteiligt an der Studie waren auch Wissenschaftler der Universitäten Bochum und Bonn sowie der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Veröffentlicht wurden die Forschungsergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature“.
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Prof. Dr. Elmar Schiebel & Dr. Stefan Pfeffer
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schiebel.elmar@zmbh.uni-heidelberg.de & s.pfeffer@zmbh.uni-heidelberg.de
Originalpublikation:
P. Liu, E. Zupa, A. Neuner, A. Böhler, J. Loerke, D. Flemming, T. Ruppert, T. Rudack, C. Peter, C. Spahn, O. J. Gruss, S. Pfeffer & E. Schiebel: Insights into assembly and activation of the microtubule nucleator γ-TuRC (doi: 10.1038/s41586-019-1896-6)
Weitere Informationen:
https://www.zmbh.uni-heidelberg.de/schiebel/default.shtml
https://www.zmbh.uni-heidelberg.de/Pfeffer/default.shtml
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Biologie, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
