Nachricht aus der Poststelle der Zelle

Max-Planck-Forscher klären wichtigen Mechanismus des Proteintransports auf

3. September 2014

Zellen in einem Organismus kommunizieren miteinander über Botenstoffe. Dies sind oftmals Proteine wie beispielsweise Hormone, die nach ihrer Produktion im Inneren der Zellen nach außen geschleust und an die Umgebung abgegeben werden. Wie genau dieser Exportvorgang aber im Einzelnen abläuft, ist bislang unklar. Forscher am Max-Planck-Institut für Biochemie (MPIB) in München-Martinsried konnten nun sehr detailliert zeigen, wie die ‚Poststelle der Zelle‘ einige der Proteine zuordnet, die aus der Zelle befördert werden. „Der gefundene Mechanismus steuert die korrekte Sortierung der Proteine und ist somit essenziell für den menschlichen Organismus“, verdeutlicht Julia von Blume, Forschungsgruppenleiterin am MPIB. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Journal of Cell Biology veröffentlicht.

Ähnlich wie wir Menschen miteinander kommunizieren, können auch unsere Körperzellen kleine Nachrichten austauschen. Hierzu verwenden viele von ihnen oftmals Proteine als Botenstoffe, wie etwa Hormone. Diese werden im Zellinneren gefertigt und im Anschluss in einer Art zellulären ‚Poststelle‘, dem sogenannten Golgi-Apparat, für den Export in kleine Membranpakete, die Vesikel, verpackt und ausgeschleust. Da aber nicht alle Vesikel für den Export bestimmt sind, ist es entscheidend, dass die Proteine in die richtigen Vesikel einsortiert werden.

Ähnlich wie wir Menschen miteinander kommunizieren, können auch unsere Körperzellen kleine Nachrichten austauschen. Hierzu verwenden viele von ihnen oftmals Proteine als Botenstoffe, wie etwa Hormone. Diese werden im Zellinneren gefertigt und im Anschluss in einer Art zellulären ‚Poststelle‘, dem sogenannten Golgi-Apparat, für den Export in kleine Membranpakete, die Vesikel, verpackt und ausgeschleust. Da aber nicht alle Vesikel für den Export bestimmt sind, ist es entscheidend, dass die Proteine in die richtigen Vesikel einsortiert werden.

Julia von Blume und ihr Team der Forschungsgruppe „Molekulare Grundlagen des Proteintransports“ am MPIB widmen sich der Klärung dieser Frage. Sie konnten in vorangegangenen Studien bereits zeigen, dass das Zusammenspiel dreier Proteine beim Sortiervorgang entscheidend ist. So wirken das als zentrales Stütz- und Transportmolekül bekannte Aktin und ein als Cofilin bezeichneter Protein-Komplex zusammen. Sie binden nahe den Vesikeln den Kalziumtransporter SPCA1, der die lokale Konzentration von Kalzium erhöht. Das zieht die entsprechenden Proteine an, die dann in ein Vesikel eingeschlossen und aus der Zelle geschleust werden.

Neue Details aufgeklärt

In der aktuellen Veröffentlichung klärten die Wissenschaftler nun den konkreten molekularen Mechanismus, der diesen Schritten zugrunde liegt. Indem sie die einzelnen Proteine sowohl isoliert als auch in lebenden Zellen untersuchten, konnten sie deren Zusammenspiel (bis auf die Aminosäure) genau aufschlüsseln.
Die neuen Erkenntnisse bestätigen aber nicht nur die vorangegangenen Studien, sondern sind zudem auch medizinisch relevant: „Die gefundene Regulation steuert die korrekte Sortierung der Proteine im Golgi-Apparat und ist somit essentiell für den menschlichen Organismus“, ordnet Julia von Blume die Ergebnisse ein und nennt ein Beispiel: „Ist dieser Prozess beeinträchtigt, können schwere Gesundheitsstörungen wie die Hauterkrankung Hailey-Hailey die Folge sein. Aufgrund eines genetischen Defekts funktioniert hier der Kalziumtransporter SPCA1 nicht. Man nimmt an, dass bestimmte Proteine, die für die Zell-Zell-Kommunikation in der Oberhaut wichtig sind, dadurch nicht mehr aus der Zelle ausgeschleust werden können.“ Patienten mit Hailey-Hailey leiden daher unter Verfärbungen der Haut, Juckreiz und Blasenbildung.

In Zukunft wollen die Wissenschaftler nun aufklären, ob weitere Proteine an dem Prozess beteiligt sind - immer mit dem Ziel, am Ende den ganzen Prozess rekonstruieren zu können.

Quelle: http://www.biochem.mpg.de/4822029/061_von_blume_spca1

Text 4.(3 419 Zeichen)

Viren verseuchen Gebäude in nur zwei Stunden

Experiment belegt, wie schnell sich Viren von nur einer kontaminierten Oberfläche aus ausbreiten

Rasante Verbreitung: In nur zwei Stunden kann sich ein Virus von nur einer einzigen kontaminierten Türklinke über ein ganzes Bürogebäude ausbreiten. Das belegt ein Experiment von US-Forschern. Über direkten Kontakt übertragene Viren wie das Durchfall erregende Norovirus können so in Windeseile ganze Gebäude verseuchen, warnen die Forscher – wenn keine entsprechenden Hygienemaßnahmen durchgeführt werden.

Noroviren gehören zu den häufigsten Verursachern von Magen-Darm-Infekten beim Menschen. Die sehr widerstandsfähigen Viren werden über kontaminierte Lebensmittel und Gegenstände oder durch Schmierinfektion übertragen und können heftige Brech-Durchfälle auslösen. Weil das Virus hochinfektiös ist, reichen dabei schon weniger als 100 Virenpartikel für eine Ansteckung aus.

Welche Folgen dies haben kann, zeigte sich im Herbst 2012: In Ostdeutschland verkaufte Tiefkühl-Erdbeeren waren damals mit den Viren verseucht. Durch den Verzehr der Erdbeeren, vor allem aber durch die dann folgende Weiterübertragung breitete sich die Norovirus-Epidemie in 390 Schulen und Kindergärten in Ostdeutschland aus. Mit mehr als 10.000 Fällen handelte es sich nach Angaben des Robert-Koch-Instituts (RKI) in Berlin um den bisher größten lebensmittelbedingten Ausbruch eines Darminfekts in Deutschland.

Experiment im Bürohaus und im Pflegeheim

Wie schnell sich Noroviren und ähnliche Erreger von einer Quelle aus ausbreiten können, haben Charles Gerba von der Universitys of Arizona in Tucson und seine Kollegen in einem ebenso simplen wie genialen Experiment untersucht. Sie kontaminierten dafür in einem Bürogebäude und in einem Pflegeheim morgens früh jeweils eine oder zwei häufig angefasste Oberflächen - eine Türklinke oder die Tischplatte eines Konferenztisches.

Dabei verwendeten sie nicht die krankmachenden Noroviren, sondern einen ähnlich widerstandsfähigen, aber für Menschen völlig harmlosen Bacteriophagen – ein Virus, das Bakterien befällt. Im Laufe des Tages nahmen die Forscher dann in regelmäßigen Abständen Abstriche von 60 bis 100 Oberflächen wie Lichtschaltern, Bettgestellen, Türklinken, Computern, Tischplatten oder den Henkeln von Kaffeekannen. Auch Proben von den in den Gebäuden Arbeitenden sammelten die Forscher und analysierten alle auf die Präsenz von Bacteriophagen hin.

Rasante Durchseuchung – und eine simple Abhilfe

Das Ergebnis: "Innerhalb von zwei bis vier Stunden waren 40 bis 60 Prozent der Oberflächen mit Viren kontaminiert", berichtet Gerba. Auch die Angestellten in den Gebäuden waren zu diesem Zeitpunkt bereits ähnlich stark durchseucht. Dies zeige, wie schnell sich ein solches Virus ausbreiten könne und wie schnell Gebäude von nur einer einzigen Quelle aus kontaminiert werden können, so die Forscher.

Ihr Experiment zeigte aber auch, wie sich eine solche Virenausbreitung eindämmen lässt: "Der Einsatz von Desinfektionstüchern mit Quartären Ammoniumverbindungen, kombiniert mit Handhygiene, reduziert die Virenausbreitung um 80 bis 99 Prozent", berichtet Gerba. Hauptgegenmittel ist dabei das regelmäßige Abwischen von besonders häufig angefassten Stellen wie Türklinken oder Telefonen und häufiges und gründliches Händewaschen – also sehr einfache und leicht umzusetzende Hygienemaßnahmen.

(American Society for Microbiology, 09.09.2014 - NPO)

Quelle: http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-17991-2014-09-09.html

Text 5.(2 534 Zeichen)

Glaukomvorsorge

Date: 2015-12-11; view: 761