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13.08.2007 - ZELLBIOLOGIE

Auf direktem Weg zum Zellkern

Irina Würzberger

Lange waren die Forscher davon überzeugt, dass keine direkte Verbindung zwischen der Außenwelt der Zelle und dem Zellkern existiert. Doch nun hat ein Forscherteam um Ray Gavin vom Brooklyn College in New York nachgewiesen, wie extrazelluläres Material auf unmittelbarem Wege - viel leichter als bisher angenommen - in den Zellkern gelangen kann. Als Forschungsobjekt diente ihnen das Wimpertierchen Tetrahymena thermophila. Dieses einzellige Lebewesen ist für Biologen eines der beliebtesten Modellorganismen.

Schon lange ist bereits bekannt, dass Material von der Außenseite der Zelle durch Phagozytose, einer Form der Endozytose, in das Zellinnere geschleust werden kann. Hierbei werden die extrazellulären Partikel von der Zellmembran umschlossen und als bläschenartige Vesikel - auch als Phagosom oder Endosom bezeichnet - abgeschnürt, die schließlich in das Zytoplasma transportiert werden. Das Team fand nun heraus, dass solch ein Phagosom samt Inhalt sogar in den Zellkern - dort wo die genetische Information aufbewahrt und verarbeitet wird - eintreten kann.

Um das Einschleusen der Phagosomen in die Zelle genau beobachten zu können, brachten die Forscher fluoreszierende Latexkügelchen in die Umgebung der Einzeller und verfolgten mit einem konfokalen Fluoreszenzmikroskop - welches dreidimensionale Bilder von der Zelle liefert - das Geschehen im Zellinneren. Der Eintritt der Phagosomen und ihrer Fracht in den Zellkern brachte diesen durch die fluoreszierende Wirkung der Latexkügelchen zum Leuchten. Zusätzlich markierten die Forscher die Zellmembran mit einem Fluoreszenz-Farbstoff, um deren Abschnürung und Wanderung zum Zellkern zu beobachten.

"Es hat sich herausgestellt, dass die bei Tetrahymena gemachten Entdeckungen später nahezu in der gesamten biologischen Welt nachgewiesen wurden. Daher bestehe auch die Möglichkeit, dass diese neue direkte Verbindung auch bei anderen Organismen verbreitet ist", sagt Gavin. "Die Biologen müssen nun herausfinden, welche Art externen Materials den Kern auf dem neu beschriebenen Weg erreicht und inwieweit dieses die Erbsubstanz und die damit verbundenen Prozesse beeinflussen könnte", führt der Biologe fort.

Mehr im Internet:
Biology Department am Brooklyn College
The Cell Nucleus
Tetrahymena
Konfokalmikroskop

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