Fette in der Membran steuern Zellselbstmord

2. August 2010, 10:07
posten

Grazer Wissenschafter bauten künstliche Zellmembranen

Graz/Wien - Fette sind nicht nur wichtige Energieträger und Bausteine im Organismus, sie steuern auch biologische Prozesse. Das haben Wissenschafter um Georg Pabst vom Institut für Biophysik und Nanosystemforschung (IBN) der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Graz herausgefunden. Sie erforschten die Rolle von Rolle von Lipiden, Fetten, in künstlichen Zellmembranen.

Im Rahmen ihrer Doktorarbeit am Institut hat Beate Boulgaropoulos einen Mechanismus entdeckt, der bei der Apoptose, dem natürlichen, vorprogrammierten Tod der Zelle, offenbar eine zentrale Rolle einnehmen könnte. Angelpunkt ist dabei die Zellmembran, die die lebenswichtigen Funktionsträger wie ein dünnes Häutchen umschließt - etwa 1000-fach dünner als ein menschliches Haar. Eine Zelle stirbt nicht einfach zufällig, sondern erst dann, wenn sie das Signal dafür erhält. Die Arbeiten zeigten, dass der letzte Schritt des Zelltodes - wenn die Zellmembran durch Enzyme zerlegt wird und platzt - durch die Membran bzw. die sie aufbauenden Lipide selbst gesteuert wird.

"Während die herkömmliche Zellbiologie Lipide nach wie vor als recht uninteressanten Kitt erachtet, der die Proteine als die Hauptfunktionsträger irgendwie zusammenhält, zeigen diese Arbeiten ganz klar, dass die Selbstorganisation der Lipide eine wesentliche Komponente biologischer Prozesse ist", erklärte Peter Laggner, Direktor des IBN.

Rückkoppelungsmechanismus

Für die Experimente wurden künstliche Zellmembranen aus Phospholipiden nachgebaut und dem Enzym Sphingomyelinase ausgesetzt. Der damit eingeleitete enzymatische Umbauprozess wurde dann mittels Röntgenmethoden verfolgt. Die Messungen lieferten den entscheidenden Hinweis: Der Umbau der Membranlipide durch das Enzym verändert die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Membranen so, dass sie die Aktivität des Enzyms selbst beeinflussen - ein Rückkoppelungsmechanismus also, der den Abbau der Membran streng kontrolliert.

Dieser Mechanismus bzw. seine Aktivierung könnte für die Zerstörung von Krebszellen, die keine Apoptose zeigen, sondern unkontrolliert weiterwuchern, von fundamentaler Bedeutung sein, sind die Wissenschafter überzeugt. "Ziel ist es, dieses Wissen für die Entwicklung von Wirkstoffen einzusetzen, die Apoptose in Krebszellen auslösen", so Pabst. Wenn die Zellen nicht zum Wohle des Organismus sterben wollen, dann müsse "man Sterbehilfe leisten". Die Arbeiten wurden in der Wissenschaftszeitschrift Biophysical Journal als sogenanntes "Research Highlight" veröffentlicht. (red/APA)

Share if you care.