Zelluläre Stützstrukturen vielseitiger als vermutet

17. Juli 2006, 12:49
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Steifheit der Mikrotubuli von Länge abhängig: Bessere Entwicklung von Nanomaterialien möglich

Heidelberg/Austin - Ein internationales Forscherteam der LMU, des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg und der University of Texas in Austin/USA, hat gezeigt, dass Mikrotubuli bei zunehmender Länge steifer sind. Diese Eigenschaft kann bei der Entwicklung von Nanomaterialien genutzt werden und führt zudem zu einem besseren Verständnis der Funktion von Mikrotubuli in der Zelle. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der jüngsten Ausgabe des Fachjournals "Proceeding of the National Academy of Sciences".

Wachstum und Veränderung

Die durchgeführte mathematische Analyse zeigte, dass die einzigartigen Eigenschaften der Mikrotubuli auf deren biologische Konstruktion zurückzuführen sind. Die Fasern sind aus einzelnen Tubulin-Proteinen aufgebaut. Sie binden so aneinander, dass die Mikrotubuli flexibel und steif sein können. Die Flexibilität ist wichtig, wenn die Mikrotubuli wachsen und sich verändern können. Und die Steifheit ist notwendig, wenn die Zelle gestützt werden muss. Damit ist ein Mikrotubuli ein universelles Konstruktionsprinzip, denn trotz mechanischer Stabilität können sie extrem gebogen werden, ohne dabei zu brechen.

Steifheit und Länge

Mikrotubuli sind langgestreckte, röhrenförmige Strukturen in der Zelle. Sie sind wichtiger Bestandteil des Zytoskeletts und stützen die Zelle, in der sie aber auch Transportvorgänge ermöglichen. Die Wissenschaftler untersuchten die Steifheit und Länge zellulärer Mikrotubuli mit Hilfe von "single-particle tracking"-Techniken. Damit wird die Bewegung individueller, mikroskopisch kleiner Teilchen verfolgt, die selbst an die Moleküle oder Proteine gebunden sind. In diesem Fall hängten die Forscher jeweils eine fluoriszierende Perle an die Spitzen der unterschiedlich langen Mikrotubuli. Dieses Faserende war frei in Flüssigkeit beweglich, während das andere fixiert war. Die Bewegung der Perlen wurde verfolgt und von den Wissenschaftlern analysiert, so dass sie über diese Werte auf die Steifheit der einzelnen Mikrotubuli Rückschlüsse ziehen konnten. (pte)

http://www.utexas.edu University of Texas
European Molecular Biology Laboratory (EMBL) http://www.embl-heidelberg.de Proceeding of the National Academy of Sciences http://www.pnas.org/
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