Eine Neubetrachtung des endozytischen Prozesses
Die meisten Säugetier-Zellmembranen besitzen kleine Einstülpungen, die als Caveolae bekannt sind. Diese Strukturen sind an vielen physiologischen Prozessen beteiligt, einschließlich Vesikeltransport, Cholesterinhomöostase, Signaltransduktion und Mechanosensing. Allerdings sind die molekularen Mechanismen, die der Caveolae-Funktion zugrundeliegenden, unvollständig verstanden, was eine rigorose Analyse erforderlich macht. Die kürzliche Identifizierung einer neuen Familie von Cavin-Genen hat die Forscher des EU-geförderten Projekts FUNCTION OF CAVEOLAE (Molecular mechanism of caveolar structure and function) dazu gebracht, die Struktur und Funktion von Caveolae in vivo zu untersuchen. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Rolle von bestimmten Cavin-Proteinen in der Bildung und Funktion von Caveolae geschenkt. Die Wissenschaftler untersuchten Caveolin und Cavin-Komplexe, die aus verschiedenen Mausgeweben gereinigt worden waren. Sie entdeckten, dass die Größe dieser Komplexe unter den Geweben variiert, wobei Lungen- und Fettgewebe im Vergleich zur Herz- und Nierengewebe kleinere Komplexe enthält. Unter Verwendung von Mäusen, denen die Cavin-Gene fehlten, kamen die Forscher zu dem Schluss, dass endotheliale Caveolae heterogen waren. Sie identifizierten das Cavin 2-Protein als wichtigste molekulare Determinante dieser Heterogenität. Frühere Berichte hatten den Caveolae eine Rolle im intrazellulären Transport, möglicherweise als autonome Vesikel zugedacht. Um diese Frage zu beantworten haben die Wissenschaftler die Caveolin-1 und cavin-1-Proteine mit einem fluoreszierenden Mittel getaggt und mehrere Bildgebungstechniken verwendet, um die direkte Beteiligung von Caveolae an der Endozytose zu untersuchen. Sie beobachteten eine Co-Lokalisation dieser Proteine dynamischen Strukturen der Cavolae, verifizierten ihre Verwicklung in den endozytischen Prozess, wenn auch bei einem niedrigeren Anteil als ursprünglich vorgesehen. Weitere Experimente zeigten, dass Bulk-Plasmamembranproteine aus den Caveolae ausgeschlossen wurden und auf eine Rolle bei dem Lipidtransport hindeuten. Mit Caveolin-Knockout-Zellen beobachteten die Wissenschaftler, dass der Verlust von Caveolae eine Fehlsortierung bestimmter Lipide zu Lysosomen verursachte. Zusammenfassend, die Ergebnisse der Studie bestätigten frühere Befunde über die Rolle von Caveolae in Endozytose und erweiterten ihre Implikation bei der Aufrechterhaltung der Lipid-Homöostase der Plasmamembran.
Schlüsselbegriffe
Endozytischer Prozess, Zellmembran, Caveolae, cavin, Caveolin, Lipidhomöostase
