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Zellulärer Membrantransport

Zellulärer Membrantransport

Eine runde Sache

<p>Auf der Abbildung ist eine 3D-Rekonstruktion von einer Membranr&ouml;hre zu sehen, die einen Vesikel mit der Membran verbindet. Sie wurde durch Zugabe des Proteins Endophilin k&uuml;nstlich an einer Membran erzeugt wurde. Durch Computeranalyse l&auml;sst sich die molekulare Struktur der R&ouml;hre sichtbar machen.</p>

Auf der Abbildung ist eine 3D-Rekonstruktion von einer Membranröhre zu sehen, die einen Vesikel mit der Membran verbindet. Sie wurde durch Zugabe des Proteins Endophilin künstlich an einer Membran erzeugt wurde. Durch Computeranalyse lässt sich die molekulare Struktur der Röhre sichtbar machen.

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Auch Zellen „essen“, indem sie Nährstoffe aus der Umgebung aufnehmen. Will eine Zelle große Moleküle oder sogar andere Zellen aufnehmen, müssen diese zuerst in runde Membranbläschen, so genannte Vesikel, verpackt und dann ins Zellinnere geschleust werden. Dieser wichtige Transportmechanismus heißt Endozytose und ist für das Überleben der Zelle essentiell. Naoko Mizuno und ihr Team wollen entschlüsseln, wie genau sich die Transportvesikel an der Membran bilden.

Bei der Endozytose handelt es sich um einen hochdynamischen Prozess, bei dem unablässig Vesikel gebildet werden, die später wieder mit anderen Membranen innerhalb der Zellen verschmelzen, um ihren Inhalt abzugeben. Im Fokus von Naoko Mizunos Forschungsgruppe steht die grundlegende Frage, wie aus einer flächigen Zellmembran ein rundes Vesikel gebildet werden kann. Hierfür muss sich die Membran flexibel krümmen können, was nicht spontan geschieht. Die Membran muss hierbei aktiv stabilisiert werden.

Alles eine Frage der Krümmung

Dieser Mechanismus ist bisher nur wenig verstanden. Bis zur endgültigen Abtrennung bleiben die Bläschen über eine Art Membranröhre mit der Zellmembran verbunden. Naoko Mizuno ist es gelungen, diesen Prozess in einer Studie außerhalb der Zelle nachzustellen und genauer zu erforschen. Entscheidende Faktoren hierbei sind die Moleküle α-Synuclein, Endophilin und Amphiphysin. Diese Faktoren bilden eine molekulare „Wendeltreppe“, eine lange Helix, die sich in die Membran einbettet, sie stabilisiert und so zu einer Röhre formt.

Unwillkommene Gäste

Doch die Endozytose ist nicht nur ein essentieller Transportmechanismus, sondern dient auch als Eintrittspforte für unliebsame Gäste. Viren wie HIV oder Influenza und andere gefährliche Erreger finden hier ihren Weg in die Zelle. All diese Keime sind bei der Infektion von Wirtszellen auf die Endozytose angewiesen, was Mizunos Arbeiten auch medizinisch relevant macht.

 
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