Was Zellen bremsen kann

22. April 2015, 11:10
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Bei der Signalübertragung in Zellen spielt Calcium eine Rolle - eine Studie bringt Licht in die Regulierung

Calciumsignale sind für biologische Prozesse essentiell. In T-Zellen, einer bestimmten Art von Immunzellen, sorgt eine erhöhte Konzentration von Calcium-Ionen dafür, dass die Immunzellen entzündungshemmende Stoffe freisetzen oder eine Zelle abtöten, die von einem Virus befallen ist. Proteine, die für die Aktivierung der Kanäle verantwortlich sind, durch welche die Calcium-Ionen fließen, spielen dabei eine wichtige Rolle.

Wissenschaftler um Barbara Niemeyer, Professorin für Molekulare Biophysik an der Universität des Saarlandes, haben nun eines dieser Proteine genauer untersucht. und ihre Ergbnisse in Nature Communication veröffentlicht.

Zellen als Teamplayer

Der menschliche Körper ist ein Wunderwerk, das dank des Zusammenspiels von Milliarden Zellen funktioniert. Wie die Sportler auf dem Spielfeld müssen auch die Zellen miteinander kommunizieren, um das Zusammenspiel möglichst erfolgreich zu gestalten.

Eine wichtige Rolle in der Kommunikation der Zellen spielen Calcium-Ionen, deren Erforschung ein Sonderforschungsbereich an der Saar-Uni gewidmet ist. In einem Teilprojekt des SFB 894 "Ca2+-Signale: Molekulare Mechanismen und Integrative Funktionen" ist Wissenschaftlern um Barbara Niemeyer nun ein weiterer Schritt gelungen, der das Verständnis dieser Kommunikation verbessern möchte.

Mitten in T-Zellen

Die Forscher haben erstmals ein bestimmtes Protein beschrieben, das den Calcium-Fluss durch die Ionenkanäle in der Zelloberfläche bremsen kann. "Da abhängig von Menge, Dauer und Ausprägung des in die T-Zelle fließenden Calciums unterschiedliche zelluläre Programme kodiert werden, müssen die Komponenten, die den Calciumeinstrom bewirken, genauestens reguliert werden", erklärt Niemeyer. "

Zu diesen Komponenten gehören zum einen der eigentliche Calcium-Kanal, der aus so genannten Orai-Proteinen gebildet wird, und der intrazelluläre Aktivator dieser Kanäle, die STIM-Proteine."

Eine Frage der Aktivierung

Von jedem dieser Proteine gibt es mehrere Varianten, deren Zusammenspiel maßgeblich dafür ist, wie viel Calcium in die Zelle gelangen kann. "Wir haben nun erstmals eine neue Variante der STIM-Aktivatorproteine beschrieben, die aber nicht als Aktivator, sondern als Bremse fungiert. Besonders stark ist diese Variante in inaktiven T-Zellen vorhanden, aber sie kommt auch in vielen weiteren Körperzellen und im Nervensystem vor", erklärt die Biophysikerin.

Nachdem die Wissenschaftler nun beschrieben haben, wie sich das Protein auf die Regulation des Calciumflusses auswirkt, wollen sie in weiteren Arbeiten untersuchen, inwiefern eine fehlerhafte Regulation dieser "Bremse" zu Pathologien des Immunsystems oder anderer Körperfunktionen führen kann. (red/idw, derStandard.at, 22.4.2015)

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