Zellteilung: Molekulare Funksprüche im Zellverbund

11. November 2015
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Im Fadenwurm hilft ein molekularer Signalweg den Zellen in Teilung, sich im Zellverbund zu orientieren und korrekt zu positionieren. Entscheidend bei der Informationsübermittlung ist eine G-Protein-gekoppelte Kaskade, in deren Mittelpunkt der Rezeptor Latrophilin steht.

Bei der Entwicklung eines Organismus ist lebensentscheidend, dass Zellen zur richtigen Zeit die Information bekommen, wie sie sich zu teilen haben. Damit sich während der Zellteilung keine fatalen Baufehler einschleichen, die im schlimmsten Fall zum Zelltod führen, beruhen die Kommunikationsabläufe zwischen Zellen auf einem ausgesprochen komplexen, streng geregelten Zusammenspiel von verschiedensten Signalimpulsen. Wegen der Komplexität liegen einige der molekularen Mechanismen noch völlig im Dunkeln. Beim Fadenwurm kann man leichter beobachten, wann sich welche Zelle in welche Richtung teilt oder abstirbt.

Der Rezeptor Latrophilin nimmt unter den vielen Signalen, die auf eine Zelle von außen einstürmen, das Teilungssignal für seine Zelle, sensibel wahr. In dem Moment gibt er nicht nur sich selbst den Aktivitätsimpuls, das Signal in die Zelle weiterzuleiten, sondern bedient sich dabei auch noch aktiv eines weiteren, nachgeschalteten Botenstoffs.

Latrophilin als Übersetzer in “Zellsprache”

Aufgeklärt hat diesen wichtigen Signalweg in der embryonalen Zellteilungsphase nun Dr. Simone Prömel vom Institut für Biochemie an der Medizinischen Fakultät, das sich in mehreren Forscherteams der großen Gruppe der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren widmet. Sie sind für sehr viele Entwicklungen im Organismus verantwortlich, weil sie als Übersetzer in die Sprache des Zellstoffwechsels im Einsatz sind. Im Fall der Zellteilungsinformation erhält die Zelle durch Latrophilin zur richtigen Zeit den Impuls, wie sie sich im Zellverband nach oben/unten, links/rechts und vorn/hinten einzureihen hat. Hemmt man den Signalweg des Rezeptors, teilen sich die Zellen völlig willkürlich und in einem stark abweichenden Winkel.

In der Zelle besteht per se eine gewisse Polarität, sie ist vorn und hinten nicht gleich. Deshalb ist es überraschend, dass die Signale des Rezeptors innerhalb der Zelle offensichtlich unpolar wirken. Diesen Aspekt gilt es weiter aufzuklären. Insgesamt ist das veröffentlichte Ergebnis der entwicklungsbiologischen Grundlagenforschung wichtig für das Verständnis, wo auf dem Weg etwas falsch laufen kann. Idealerweise lassen sich daraus Hebelpunkte für medizinische Therapien identifizieren, um korrigierend einzugreifen.

Originalpublikation:

Oriented Cell Division in the C. elegans Embryo Is Coordinated by G-Protein Signaling Dependent on the Adhesion GPCR LAT-1
Antje Müller et al.; PLOS Genetics, doi: 10.1371/journal.pgen.1005624; 2015

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