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Zellwachstum Wegweiser für Zellwachstum

Redakteur: Olaf Spörkel

Wissenschaftler aus Kanada, Frankreich und Deutschland haben Gene identifiziert, die den Zellen die Informationen liefern, in welche Richtung sie sich im Rahmen des Zellwachstums ausbreiten sollen.

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Würzburg – Zellen, die sich während der Embryonalentwicklung teilen und vermehren, müssen wissen, in welche Richtung das Wachstum erfolgen soll; sonst könnte anstelle eines funktionierenden Organs ein unförmiger Zellhaufen stehen. „Dafür brauchen sie in einer flachen Zellschicht ein gerichtetes Signal. Schließlich weiß die einzelne Zelle nicht, wo rechts und wo links ist“, sagt Manfred Gessler, Professor am Lehrstuhl für Physiologische Chemie an der Universität Würzburg.

Prof. Gessler hat gemeinsam mit Forschern aus Kanada und Frankreich drei Gene identifiziert, die bei Säugern einen Einfluss auf die Richtung des Zellwachstums ausüben. Die Vertreter waren bislang nur bei der Fliegenart Drosophila melanogaster untersucht worden. Dass diese neu entdeckten Gene im Zusammenspiel mit einem in der Zellwand befindlichen Protein auch bei Säugetieren die Richtung des Wachstums steuern, konnte jetzt das international zusammengesetzte Team von Wissenschaftlern aus Toronto, Paris und Würzburg nachweisen. „Wir konnten zeigen, dass in diesem Prozess zwei Moleküle miteinander interagieren und das dritte Gen diesen Prozess steuert“, so Gessler.

Gerichtetes Zellwachstum im Ohr

„Unsere Untersuchungen zeigen, dass die Gene in mindestens drei Organen das Wachstum regeln: in der Niere, im Rückenmark und im Ohr“, erklärt Gessler. In der Niere sind sie nach Angaben der Forscher dafür verantwortlich, dass sich die Tubuli ordnungsgemäß bilden. Arbeiten die Gene fehlerhaft, oder fallen sie bei Mäusen komplett aus, wachsen die Tubuli nicht in Form von langen, dünnen Schläuchen. „Stattdessen werden sie kurz und breit, es entstehen große Zysten“, so Gessler. Bei gehäuftem Auftreten spricht man von Zystennieren, einer wichtigen Ursache des Nierenversagens beim Menschen.

Im Ohr steuern die Gene die Entwicklung der Sinneszellen. Die Haarzellen finden sich in der Hörschnecke im Innenohr; sie wachsen dort normalerweise in drei Reihen von äußeren und einer Reihe von inneren Haarzellen. Ihre Aufgabe ist es, Schallwellen in Nervenimpulse umzuwandeln. „Damit der Signalübertragungsmechanismus gut funktioniert, ist es notwendig, dass diese Reihen exakt in der richtigen Richtung angeordnet sind“, erklärt Gessler. Fehler im Zusammenspiel zwischen den betreffenden Genen hätten auch hier Fehlbildungen zur Folge, die allerdings bisher nicht so detailliert untersucht wurden wie in der Niere.

Originalveröffentlichung: Sakura Saburi et al.: Loss of Fat4 disrupts PCP signalling and oriented cell division, leading to cystic kidney disease, Advance Online Publication on Nature Genetics‘s website. DOI 10.1038/ng.179.

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