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Steuer-Proteine für zellulare Achterbahn entdeckt

Bild des Aktomyosin-Kortex in einem einzelligen Embryo, aufgenommen mit hochauflösender Fluoreszenzmikroskopie. Die Aktinfilamente sind magentafarben markiert, die Bereiche, in denen Kräfte und Drehmomente erzeugt werden, sind cyanfarben markiert. Mikroskopaufnahme: Sylvia Hurlimann / Middelkoop et al. PNAS, 18. Mai 2021 / MPI-CBG

Bild des Aktomyosin-Kortex in einem einzelligen Embryo, aufgenommen mit hochauflösender
Fluoreszenzmikroskopie. Die Aktinfilamente sind magentafarben markiert, die Bereiche, in
denen Kräfte und Drehmomente erzeugt werden, sind cyanfarben markiert. Mikroskopaufnahme: Sylvia
Hurlimann / Middelkoop et al. PNAS, 18. Mai 2021 / MPI-CBG

Dresdner Molekularbiologen sind dem Geheimnis menschlicher Asymmetrien auf der Spur

Dresden, 19. Mai 2021. Auf den ersten Blick wirkt der Mensch symmetrisch: zwei Augen, zwei Arme und Beine, zwei Lungenflügel… Doch denkt man genauer darüber nach, endet die Symmetrie schon damit, dass unsere Füße unten und der Kopf oben ist. Auch Herz, Leber und andere Organe sind im Körper einseitig verteilt. Und nicht zuletzt gilt ein Gesicht mit einem kleinen asymmetrischen Makel oft als schöner als ein ganz gleichmäßiges. Verantwortlich für diese vielen kleinen Symmetriebrüche sind unter anderem kleine Steuer-Proteine, die wie Antrieb und Steuerrad wirken. Diese „Formin-Proteine“ und „Myosin-Motorproteine“ setzen schon im Embryo eine Art molekulare Achterbahn an der Zellrinde, dem „Zellkortex“, in Bewegung. Dies lässt ausgewählte Zellen kippen und „erklärt“ dem Körper, wo oben und unten, wo rechts und links ist. Das hat nun Postdoktorand Teije Middelkoop vom Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Dresden herausgefunden.

Formin brachte Cortex im Fadenwurm zum Rotieren

„Mit fluoreszierender Konfokalmikroskopie fanden wir heraus, dass die gegenläufigen Strömungen im Cortex des Fadenwurms Caenorhabditis elegans zunahmen, wenn mehr Formin vorhanden war“, erklärte Teije Middelkoop. „Sobald wir die Menge an Formin im Fadenwurm reduzierten, sahen wir auch weniger Drehbewegungen im Zellkortex.” Für diese Experimente hatten sich Forscher und Forscherinnen vom MPI-CBG, Biotechnologischen Zentrums der TU Dresden (Biotec) und des Exzellenzclusters Physik des Lebens (Pol) an der TU Dresden, des California Institute of Technology (Caltech), USA und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) zusammengetan.

Exzellenz-Sprecher Grill: Kooperation von Biologen und Physikern in Dresden zahlt sich erneut aus

„Diese Erkenntnisse sind ein weiteres Beispiel für den Brückenschlag zwischen der Physik und der Biologie, wie er schon lange hier am Standort Dresden in idealer Weise vollzogen wird“, betonte Pol-Sprecher und CBG-Direktor Prof. Stephan Grill. „Wir haben Biologen und theoretische Physiker auf dem Campus, die in der Lage sind, die Physik biologischer Prozesse interdisziplinär zu beleuchten. Und das spannende an dieser Studie ist, dass wir nun die dem Embryonalwachstum zugrundeliegenden physikalischen Kräfte und Drehmomente ein Stück weit besser verstehen.”

Autor: hw

Quelle: MPI-CBG