Transportunternehmen Zelle

14. Dezember 2010, 17:53
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"For Women in Science"-Stipendiatin Martina Rangl ergründet die lebenswichtige Schleuse durch die Kernmembran

Die Logistik physiologischer Prozesse in der Zelle ist hochorganisiert. So bekommt etwa der Zellkern für das Auswerten der Erbinformation Polymerasen, Histone, Splicing- und Transkriptionsfaktoren geliefert und exportiert wiederum RNA-Sorten in das Zellinnere.

Martina Rangl von der Uni Linz untersucht im Rahmen des FWF-Doktoratskollegs Molecular Bio-Analytics die einzige und sehr restriktive Schleuse für diese lebenswichtigen Transporte zwischen Zellkern und Zellplasma: den Kernporenkomplex (NPC). Der Frachtverkehr ist nämlich strikt geregelt: "Die genaue Architektur der Schleuse ist eines der großen Rätsel der Zellbiologie", erklärt die 26-jährige Forscherin. Mithilfe von Rasterkraftmikroskopie (Atomic Force Microscopy, AFM) versucht die Medizintechnik-Absolventin von der FH Linz den Zusammenhang von Struktur und Funktion der Schleuse auf Molekülebene zu klären.

So viel ist bekannt: Der NPC besteht aus 30 verschiedenen Bausteinen, den Nukleoporinen (kurz Nups) und ist von der Hefezelle bis zum Menschen sehr ähnlich aufgebaut. Struktur-Nups geben den NPCs ihre Form und verankern diese in der Membran. Die FG-Nups bilden die Schleuse und sind am Transport beteiligt. Um Interaktionen zwischen Molekülen messen zu können, "wird eine AFM-Nadel chemisch so modifiziert, dass ein einzelnes Molekül daran hängen bleibt, ähnlich wie der Köder an einer Angel. Der 'Fisch', also das zu untersuchende Molekül, wird an eine Probenoberfläche gebunden", beschreibt Martina Rangl die Versuchsanordnung.

Die Nadel wird angenähert, sodass die beiden Moleküle einen Komplex bilden können (der "Fisch" schnappt den "Köder"). Wenn die Nadel anschließend zurückgezogen wird, verbiegt sie sich, bis die Molekülbindung bei einer bestimmten, messbaren Kraft abreißt. Um den Transport durch den NPC zu untersuchen, wird ein FG-Nup an die AFM-Nadel gehängt, während sein Gegenspieler an die Probenoberfläche gebunden wird. Die Traunerin führt Experimente an der nativen Kernmembran, gewonnen aus dem Zellkern der Eizellen von Krallenfröschen, durch. Anderseits arbeitet sie mit dem AFM an isolierten FG-Nups, welche direkt in der Pore lokalisiert sind.

Mit einem L'Oréal-Stipendium "For Women in Science", vergeben von der Akademie der Wissenschaften, dem Wissenschaftsministerium und der Österreichischen Unesco-Kommission, gewinnt Martina Rangl Zeit, um ihre Versuchsreihen abzuschließen und sorgfältig auszuwerten. Anschließend lockt sie eine Postdocstelle im finnländischen Tampere. Im November wurde Martina Rangl im Rahmen einer Initiative des Verkehrsministeriums zudem zur Femtech-Expertin des Monats ernannt.

Die Hobby-Aquaristin fasziniert, dass jede menschliche Aktion von Sport bis Schreiben auf der Wechselwirkung von Molekülen basiert. Schon kleine Fehler in der Molekülkaskade können schwere Krankheiten verursachen. "Ich messe, welche Kraft die permeable, also durchlässige Barriere zusammenhält und welche Kraft nötig ist, um sie aufzubrechen", schildert die Biophysikerin. "Mit diesen Einzelergebnissen kann das Wissen über Aufbau und Funktionsweise des NPC-Kanals vervollständigt werden." (Astrid Kuffner/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 15.12.2010)

  • Die Biophysikerin Martina Rangl angelt Moleküle.
    foto: privat

    Die Biophysikerin Martina Rangl angelt Moleküle.

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