Münchner Physiker bestimmen erstmals Faserbündel im Zellskelett
Aktin ist eines der am häufigsten auftretenden Proteine in der Zelle. Es bestimmt nicht nur die mechanischen Eigenschaften des Zytoskeletts, sondern ist auch maßgeblich bei der Zellteilung und Zellmigration beteiligt. Die parallele Anlagerung einzelner Filamente in Aktinbündel findet sich vor allem in Nerven- oder Hörzellen. Die Wissenschaftler untersuchten nun unter verschiedensten Bedingungen den Grad der Festigkeit und Steifheit von Aktinbündel. Mit einem neuartigen mikroskopischen Messverfahren ermittelten sie deren thermische Bewegung von wenigen Nanometern und wiesen nach, dass die Stabilität der einzelnen Bündel von ihrer Länge wie auch von den vorhandenen Vernetzermolekülen abhängt - einer Art Klebstoff, der die einzelnen zellulären Balkenstrukturen zusammenhält. In den Gehörzellen beispielsweise sind die Aktinfilamente mit dem weichsten Protein vernetzt, während bei der Zellmigration Proteine verwendet werden, die sich wesentlich besser eignen, mechanisch steife Bündel zu erzeugen. Die mechanischen Eigenschaften der Bündel lassen sich dabei analog eines Papierstapels erläutern: liegen die einzelnen Seiten lose aufeinander, können sie aneinander vorbei gleiten. Der Papierstapel bleibt auch bei einer hohen Seitenanzahl beweglich und ist leicht verbiegbar. Gerät zwischen die einzelnen Seiten ein Klebstoff, dann ist der Papierstapel um ein vielfaches steifer und nur sehr schwer biegbar.
Waren bislang nur strukturelle Informationen über Zytoskelettstrukturen verfügbar, erlauben diese Messungen und theoretischen Analysen erstmals deren mechanische Eigenschaften in Abhängigkeit von den vorhandenen Proteinen zu bestimmen. Die Vernetzermoleküle (und damit die Festigkeit des Klebstoffs zwischen den einzelnen Strukturen) verhalten sich auf diesen Längenskalen demnach entschieden flexibler als bislang angenommen. Dies wirkt sich auf das Zytoskelett aus, das somit wesentlich anpassungsfähiger an seine Umgebung ist. Viele zelluläre Prozesse können nun besser nachvollzogen werden.
Originalveröffentlichung: M.M.A.E. Claessens, M. Bathe, E. Frey and A.R. Bausch; "Actin-binding proteins sensitively mediate actin bundle stiffness"; Nature Materials 2006.
Meistgelesene News
Organisationen
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Holen Sie sich die Life-Science-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für Biotechnologie, Pharma und Life Sciences bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.