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Wie die Zellmigration gesteuert wird

Die gerichtete Migration von Zellen ist für die Gewebe- und Organentwicklung in der Embryonalphase wie auch für die Gefäßbildung und Wundheilung bei Erwachsenen essentiell. Allerdings kann sie auch wesentlicher Auslöser für Krankheiten wie Krebs oder chronische Entzündungen sein.
Wie die Zellmigration gesteuert wird
Wie sich eine Zelle bewegt, ist an Gewebekulturen bereits gut beschrieben. Inwieweit Zellen jedoch in lebenden Organismen mit ihrer Umgebung interagieren und welche komplexen Wechselwirkungen das Zellverhalten prägen, ist noch nicht hinreichend erforscht. Das EU-finanzierte Projekt GMCM (Guidance Mechanism of Cell Migration) sollte diese Wissenslücke zu primordialen Keimzellen (PGC) am Modellsystem des Fruchtfliegenembryos schließen, um neue Einblicke zur Motilität und Steuerung einzelner Zellen zu gewinnen.

PGC gehören bei allen Tieren zu den wichtigsten Zellarten. Entscheidend für die Fruchtbarkeit und Erhaltung der Spezies ist die Ei- und Spermienproduktion, die wiederum vom Zusammenspiel zwischen PGC und somatischen Zellen in den Gonaden abhängt. Analysen der PGC-Migration in der Entwicklungsphase eines Organismus gaben nun Aufschluss über die Einzelzellmigration und Faktoren, die die Fruchtbarkeit regulieren.

Frühere Studien hatten gezeigt, dass die Bewegung von PGC zur somatischen Gonade über einen lipidmodifizierten (prenylierten) Lockstoff (Chemoattraktans) gesteuert wird. Dieser wurde mit der Prenylprotease Dste24 modifiziert und über einen ABC-Transporter (Mdr49) exportiert, der in der somatischen Gonade exprimiert wird.

Im Projekt wurde am Modellsystem PGC die Motilität und Steuerung von Einzelzellen untersucht, während die sich bewegende Zelle mit dem umgebenden In-vivo-Gewebe interagiert. Zudem untersuchten die Wissenschaftler die Rolle des konservierten ABC-Transporters (MDR, Multi Drug Resistance) bei der Zellmigration und fanden ste24/MDR-abhängige prenylierte Substrate.

Mittels Live-Imaging konnte dann eine große Anzahl von PGC beobachtet und eine 3D-Karte ihrer Bewegungen erstellt werden. Dies zeigte, dass PGC als einzelne Einheiten migrieren, aber sich dann in drei Untergruppen formieren und die Gonade bilden.

GMCM identifizierte bereits prenylierte PGC-Lockstoffe und soll nun mittels zweistufiger chemischer Markierung erstmals ste24/hmgcr-abhängiges Prenylom beschreiben. Dies wird neue Erkenntnisse darüber liefern, welche Zellen im Körper von Fruchtfliegen und auch Menschen aktiv sind.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Zellmigration, GMCM, primordiale Keimzellen, prenyliert, ste24
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