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Interner Rhythmus der Flagellen enthüllt

Fruchtbarkeit ist ein Thema, zu dem noch nicht alles bekannt ist. Nun erweitern neue Erkenntnisse europäischer Wissenschaftler unser Wissen dazu. Die Entdeckungen betreffen insbesondere Flagellen: Wegen ihres Aussehens sind diese Gebilde sind nach dem lateinischen Wort für Gei...

Fruchtbarkeit ist ein Thema, zu dem noch nicht alles bekannt ist. Nun erweitern neue Erkenntnisse europäischer Wissenschaftler unser Wissen dazu. Die Entdeckungen betreffen insbesondere Flagellen: Wegen ihres Aussehens sind diese Gebilde sind nach dem lateinischen Wort für Geißel - Flagellum - benannt. Sie kommen bei Prokaryoten und bei Eukaryoten vor. Flagellen sind sehr klein. Trotz ihrer geringen Größe jedoch können ihre rhythmischen Schläge eine Bewegung bewirken. Sie treiben einzelne Zellen an: so können Spermazellen durch die Bewegung der Geißel schwimmen (der Schwanz des Spermiums ist das Flagellum), das Ei kann aus dem Eierstock in den Uterus wandern und auch für andere vitale Funktionen des menschlichen Körpers sind Flagellen zuständig. Diese Entdeckung wurde durch eine Finanzierung durch den Europäischen Forschungsrat (ERC), der Portuguese Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) und der Europäischen Organisation für Molekularbiologie (European Molecular Biology Organization, EMBO). Die europäischen Wissenschaftler vom Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) in Portugal analysierten, wie Spermazellen der Fruchtfliegen ihre Flagellen aufbauen, und veröffentlichten ihre Ergebnisse in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Developmental Cell. Zum ersten Mal überhaupt wurden dabei die unterschiedlichen Schritte beschrieben, die an der Konstruktion der beweglichen Flagellen der Spermazellen der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) beteiligt sind. Von dem Wissen, wie diese Flagellen funktionieren, versprechen sich die Wissenschaftler Erkrankungen und Störungen wie Unfruchtbarkeit, Atemprobleme und Wasserkopf besser zu verstehen, die mit Fehlern bei den Flagellenbewegungen in Zusammenhang gebracht werden. Das Team unter der Leitung von Monica Bettencourt-Dias konzentrierte seine Bemühungen darauf, wann und wie eine wichtige Eiweißstruktur, das sogenannte zentrale Mikrotubuluspaar, gebildet wird. Der zentrale Mikrotubuluspaarkomplex ermöglicht die koordinierte Bewegung der Flagellen. Zita Carvalho-Santos, postdoktoraler Forscher, erklärt die Erkenntnisse: "Wir untersuchten ein bestimmtes Fliegengen, das sogenannte Bld10, und fanden heraus, dass Fliegen, bei denen dieses Gen inaktiv ist, Sperma mit unvollständigen Flagellen produzierten, weil das Bld10-Protein für die Bildung des zentralen Mikrotubuluspaar essenziell zu sein scheint. Infolge dessen ist das mutierte Spermium immobil und die männlichen Fliegen unfruchtbar. Die Menschen verfügen über ein entsprechendes Gen, dass ein ähnliches Eiweiß produziert, das mit der männlichen Infertilität in Zusammenhang gebracht wird." Diese Entdeckung mithilfe eines Elektronenmikroskops ermöglicht, das, im Gegensatz zu herkömmlichen optischen Mikroskopen, die mit Licht arbeiten, Elektronen verwendet. Elektronenmikroskope können bis zu 10.000.000-fache Vergrößerungen erreichen. Somit konnten die Forscher durch diese Art der Vergrößerung Dinge erkennen, die 3.500-Mal dünner als ein menschliches Haar sind. Die Wissenschaftler verwendeten das Elektronenmikroskop zur Untersuchung von Präparaten wie Mikroorganismen, Zellen und Kristalle. Monica Bettencourt-Dias fügte hinzu: "Wir stellten fest, dass der Vorgang wesentlich dynamischer ist, als wir erwartet hatten: Zuerst bildet sich ein einzelner Mikrotubulusstrang, und dann der zweite. Unsere Arbeit hat die Antwort auf mehrere langjährige Fragen geliefert, jedoch auch neue aufgeworfen, die das Studium der Spermabildung bei der Drosophila vielleicht beantworten kann." Die Studie wurde in Zusammenarbeit zwischen den Forschern am IGC und dem Instituto de Tecnologia Qu¡mica e Biológica (ITQB), beide in Portugal, durchgeführt. Zita Carvalho-Santos und Pedro Machado (IGC) trugen beide zu gleichen Teilen dazu bei.Weitere Informationen sind abrufbar unter: Instituto Gulbenkian de Ciˆncia http://www.igc.gulbenkian.pt/ Europäischer Forschungsrat http://erc.europa.eu/ European Molecular Biology Organization http://www.embo.org/

Länder

Portugal

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