Montag, 23. September 2019
Navigation öffnen

Medizin

25. Juli 2019 Zellmembranen: Neue Funktionen von Myosin-Motoren entschlüsselt

Biologische Membranen bilden die äußere Hülle von Zellen sowie wichtigen Zellorganellen wie dem Zellkern oder den Mitochondrien. Dabei ist es die Krümmung der Membran, die deren 3-dimensionale Form bestimmt und somit ein Schlüsselmerkmal für deren Funktion ist. Außerdem ist die aktive Umformung der Membran essenziell für zahlreiche lebenswichtige Prozesse. Biophysiker haben erstmals gezeigt, dass an diesem zentralen Prozess sogenannte molekulare Motoren direkt beteiligt sind. Über ihre Ergebnisse berichten sie im Fachmagazin „Nature Communications“.
Anzeige:
Protein-Membran-Interaktion

Die Krümmung einer Membran entsteht durch ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Proteine. Dabei spielt das Zytoskelett eine wichtige Rolle und damit mittelbar auch molekulare Motoren: Mit ihrer Hilfe können die Strukturen des Zellskeletts dynamisch auf- und abgebaut werden, wodurch indirekt Kräfte auf die Membran ausgeübt werden. Die Motorproteine bewegen sich dabei entlang des Zytoskeletts und transportieren zum einen Moleküle durch die Zelle, zum anderen können sie als Signalmoleküle wirken. „Wir haben nun erstmals eine weitere Funktion für ein Motorprotein gefunden und gezeigt, dass das Motorprotein Myosin-VI direkt an der Zellmembran angreift und diese allein durch die Protein-Membran-Interaktion aktiv in ihrer Form dynamisch verändert“, sagt Laeschkir Würthner, einer der Erstautoren der Studie.

Myosin-VI zeigt hochselektive Membranbindung

„Mittels Fluoreszenzmarkierung, super-resolution fluorescence Mikroskopie-Verfahren und Gold-Nano-Dreiecken haben wir im Experiment nachgewiesen, dass Myosin-VI direkt an die Membran bindet – und zwar bemerkenswerter Weise hochselektiv und kooperativ an Stellen, die eine sattelförmige Krümmung der Membran aufweisen. Die Bindestellen bilden sich an Nanoporen, die durch thermische Fluktuationen entstehen. Wenn die Myosin-Moleküle dort andocken, bilden sie eine Art blumenförmiges, sich dynamisch änderndes, räumliches Muster um die Poren, das einen Durchmesser von mehreren Mikrometern erreichen kann. Der Umfang der Blüten wächst im Experiment konstant und ist direkt proportional zur Myosin-Konzentration“, sagt Veigel.

Schlüssel für weitere Grundlagenforschung

Die Wissenschaftler sind überzeugt, dass die jetzt gefundene Funktion der Myosin-Motoren wichtige Aufgaben in der Zelle erfüllt, etwa bei der Endocytose oder der Bildung von Zellfortsätzen. „Wir haben auch ein quantitatives theoretisches Modell entwickelt, das diesen Weg der Protein-Membran-Interaktion und die daraus resultierende Dynamik der Membranmorphologie korrekt wiedergibt“, sagt Frey. „Wir gehen davon aus, dass unser neuer Assay- und Modellierungsansatz dazu beitragen wird, in naher Zukunft zusätzliche Mechanismen der Membranumformung aufzudecken und die universelle Rolle der Membrankrümmung bei Zellfunktionen aufzuzeigen.“

Quelle: Ludwig-Maximilians-Universität München


Das könnte Sie auch interessieren

Neue Version der Patientenleitlinie "Unipolare Depression" veröffentlicht

Neue Version der Patientenleitlinie "Unipolare Depression" veröffentlicht
© imagesetc / Fotolia.com

Depressionen sind weltweit häufige Erkrankungen. Allein in Deutschland sind innerhalb eines Jahres rund 6,2 Millionen Menschen betroffen. Gleichzeitig ist die Dunkelziffer hoch: Oft werden depressive Erkrankungen nicht festgestellt, weil Betroffene keine fachliche Hilfe suchen oder die Krankheit nicht erkannt wird. Dabei stehen heute evidenzbasierte Therapieverfahren zur Verfügung, mit denen sich Depressionen in den meisten Fällen gut behandeln lassen.

Biopharmazeutika sind den meisten Deutschen unbekannt

Biopharmazeutika sind den meisten Deutschen unbekannt
© Darren Baker / Fotolia.com

Naturheilmittel oder neuer Trend der Bio-Welle? 94 Prozent der Deutschen können mit dem Begriff Biopharmazeutika nichts anfangen (1). Oftmals werden hinter dem Begriff Naturheilmittel vermutet. Dabei handelt es sich um Arzneimittel, die biotechnisch hergestellt oder aus gentechnisch veränderten Organismen gewonnen werden und mit dem Ziel der Bekämpfung einer Krankheit in die Vorgänge des Körpers eingreifen. Insulin ist ein bekanntes Beispiel. Wem das erklärt wird, der ist gerne zur Einnahme eines solchen Arzneimittels bereit. Das sind Ergebnisse einer...

Wissen ist das beste Beruhigungsmittel – Das Blog zur Migräne- und Kopfschmerz-App M-sense

Wissen ist das beste Beruhigungsmittel – Das Blog zur Migräne- und Kopfschmerz-App M-sense
© Newsenselab GmbH

Nur wer die wesentlichen Vorgänge von Migräne- und Kopfschmerz-Attacken in seinem Körper versteht, erlangt genug Orientierung und Kompetenz im Umgang mit seiner Krankheit. Darum haben wir von der Migräne und Kopfschmerz-App M-sense ein Blog gestartet, in dem wir unsere Expertise teilen und diskutieren: von aktuellen Studien bis zur weiterführenden Link-Sammlung, von Erfahrungen, Rückschlägen und Hilfe. Doch vor allem möchten wir hier Wissen, Kompetenz und Verständnis vermitteln. Die M-sense-Nutzer sollen ebenfalls zu Wort kommen,...

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Zellmembranen: Neue Funktionen von Myosin-Motoren entschlüsselt"

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.