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Ein dünnes Kohlenstoffnanoröhrchen ist an einen molekularen Motor (gelb) gebunden, welcher sich entlang eines Mikrotubulus (grün) bewegt. Mikrotubuli formen das Transportwegenetz der Zelle. Transport findet statt im sehr dicht gepackten Inneren der Zelle, das auch ein Netzwerk aus Aktinfilamenten (rot) beinhaltet. Die fluoreszenten Nanoröhrchen dienen einerseits als leuchtende Markierungen für den Transport auf den Mikrotubuli, melden aber andererseits auch die Bewegungen der Mikrotubuli selber, die durch das umgebende Netzwerk heftig in alle Richtungen gerüttelt werden.

Abbildung: M. Leunissen, Dutch Data Design

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Prof. Dr. Christoph Schmidt

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Dr. Nikta Fakhri

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Presseinformation: Zellen rütteln und schütteln sich


Nr. 124/2014 - 28.05.2014


Göttinger Wissenschaftler entdecken neuen Transportmechanismus in biologischen Zellen

(pug) Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Göttingen hat einen neuen Transportmechanismus in biologischen Zellen entdeckt. Die Wissenschaftler der Göttinger Fakultät für Physik, der Freien Universität Amsterdam und der Rice University im amerikanischen Houston benutzten eine neue Methode zum Abbilden und Verfolgen einzelner Moleküle in lebenden Zellen. Dabei stellten sie fest, dass Zellen mithilfe derselben Motorproteine, die auch für Muskelkontraktionen zuständig sind, ihr Inneres heftig und aktiv in Bewegung setzen können. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Science erschienen.

Für wichtige Transportprozesse über lange Entfernungen wie beispielsweise die Versorgung der langen axonalen Fortsätze von Nervenzellen benutzen Zellen spezifische Mechanismen. Dieser Prozess erfordert eine aufwändige Kontrolle: Die Ladung muss verpackt und adressiert werden, mit Motoren versehen und auf die richtige Schiene gesetzt werden. Indem die Wissenschaftler spezielle extrem dünne Nanopartikel als leuchtende Markierung verwendeten, fanden sie nun heraus, dass Zellen neben dem komplexen auch einen einfacheren und ökonomischeren Mechanismus benutzen, um nicht-spezifische Transporte in ihrem Inneren zu beschleunigen.

„Genau wie man eine chemische Reaktion beschleunigt, indem man ein Reagenzglas schüttelt, können Zellen ihr Zytoskelett schütteln“, erläutert der Leiter der Studie, Prof. Dr. Christoph Schmidt vom III. Physikalischen Institut der Universität Göttingen. „Diese Aktivität führt dann zu einer effizienten Durchmischung des Zellinneren.“ Die neue Entdeckung führt nicht nur zu einem besseren Verständnis der Dynamik von Zellen, sondern könnte nach Ansicht der Wissenschaftler auch interessante Möglichkeiten für die künftige Entwicklung aktiver technischer Materialien aufzeigen.

Originalveröffentlichung: Nikta Fakhri et al. High resolution mapping of intracellular fluctuations using carbon nanotubes. Science 2014. Doi: 10.1126/science.1250170.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Christoph Schmidt
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik – III. Physikalisches Institut
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-7740
E-Mail: christoph.schmidt@phys.uni-goettingen.de
Internet: www.dpi.physik.uni-goettingen.de/de/science/people/211r125.html