Identifizierung neuer Mitochondrienmechanismen
Ein Forscherteam der Universität Freiburg, Deutschland, hat einen neuen Mechanismus entdeckt, der für die Architektur und Funktionsweise von Mitochondrien von zentraler Bedeutung ist. Mitochondrien sind die sogenannten Kraftwerke der Zelle, die ihr Energie für Bewegung, Teilung und sekretorische Prozesse liefern. Die Studie wurde teilweise über das Welcome-Programm der Stiftung für Polnische Wissenschaft (FNP) finanziert, die wiederum durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert wird. Der EFRE zielt auf die Förderung wirtschaftlicher Entwicklung und sozialer Kohäsion ab. Veröffentlicht wurde die von Projektleiter Dr. Martin van der Laan und Prof. Bettina Warscheid koordinierte Studie, an der sich Forscher aus Deutschland, den Niederlanden, Polen und der Schweiz beteiligten, im Fachblatt Developmental Cell. Im Inneren von Mitochondrien finden an biologischen Membranen chemische Reaktionen statt, mit deren Hilfe Energie aus der Nahrung für den Stoffwechsel und das Wachstum von Zellen bereitgestellt wird. Die innere Mitochondrien-Membran zeichnet sich, so die Forscher, durch eine charakteristische und für ihre Rolle als Energieüberträger unerlässliche Architektur aus. Fehler im Bauplan der Mitochondrien können bei Menschen zu gravierenden Erkrankungen insbesondere der Muskeln und Nerven führen. Die innere Mitochondrien-Membran bildet schlauchartige Einstülpungen, die Cristae genannt werden. Eine äußere Mitochondrien-Membran umschließt diese filigranen Generatoren der Kraftwerke. Wie diese Feinstruktur, die in allen Organismen vom Einzeller bis zum Menschen identisch ist, gebildet wird, war allerdings bisher rätselhaft und sollte in der neuen Studie geklärt werden. Die Freiburger Forscher entdeckten in dem einzelligen Modellorganismus Bäckerhefe eine riesige molekulare Maschine aus sechs verschiedenen Membranproteinen, die für die Verankerung der Cristae an der Hülle der Mitochondrien notwendig sind. In ihrer Studie konnten die Forscher zeigen, dass Defekte in diesem Proteinkomplex die Ablösung der Cristae und damit schwerwiegende Wachstumsstörungen der Zellen zur Folge haben. In Zusammenarbeit mit Prof. Agnieszka Chacinska vom Internationalen Institut für Molekular- und Zellbiologie in Warschau/Polen, konnte das Forscherteam zudem nachweisen, dass die zentrale Komponente dieser faszinierenden Protein-Maschinerie nicht nur entscheidend für die Innenarchitektur der zellulären Kraftwerke ist, sondern auch molekulare Kontaktstellen zwischen den beiden mitochondrialen Membranen ausbildet. Diese Membranbrücken erleichtern den Transport neuer Proteine, die außerhalb der Organellen hergestellt werden, in die Mitochondrien. Mit der Entdeckung und Charakterisierung einer tragenden Säule der mitochondrialen Architektur konnten die Freiburger Forscher ein viel diskutiertes Problem der Zellbiologie lösen und haben einen bedeutsamen Beitrag zum Verständnis von Bauplan und Funktionsweise der Zellkraftwerke geleistet. Die Einsichten können hilfreich sein für die Aufklärung zahlreicher Krankheitsmechanismen, die mit einer veränderten Struktur der Mitochondrien einhergehen.Weitere Informationen finden Sie unter: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg: http://www.uni-freiburg.de/ Developmental Cell: http://www.cell.com/developmental-cell/ Welcome-Programm - Stiftung für Polnische Wissenschaft: http://www.fnp.org.pl/index.php?lng=en
Länder
Schweiz, Deutschland, Niederlande, Polen
