Dieses dichte Netz aus bunten Fäden besteht aus Aktin-Proteinen. Jedes Molekül wurde als ein einzelner Bildpunkt eingezeichnet, zusammen bilden sie fadenartige Strukturen. Die Verteilung der Moleküle ist allerdings nicht gleichmäßig. Die Proteinmoleküle bilden einen Bogen, der eine höhere Dichte an Aktin aufweist. Er ist Teil eines Mechanismus, durch den Proteine innerhalb einer Zelle transportiert werden.
Das Protein Aktin kommt in allen Zellen mit Zellkern vor. Es bildet fadenförmige Zellstrukturen, Filamente genannt, die die äußere Zellform stabilisieren, an Transporten in der Zelle beteiligt sind und eine zentrale Rolle bei der Zellbewegung spielen. Für letztere baut die Zelle an ihrer Vorderseite Aktinfilamente auf- und gleichzeitig hinten ab. Dafür ist es notwendig, dass die Proteine durch die Zelle transportiert werden. Bisher wurde davon ausgegangen, dass lösliche Proteine willkürlich umhertreiben und nur zufällig dorthin gelangen, wo sie benötigt werden. Forschende der Oregon Health & Science University zeigen nun: Proteine werden gezielt an den richtigen Ort in der Zelle gebracht. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift nature communications veröffentlicht.
Um die Bewegung der Proteine innerhalb einer Zelle zu untersuchen, markierten die Forschenden einen Teil des fluoreszierenden Aktins im hinteren Bereich der Zelle mit einem Laser, sodass diese Proteine dunkel wurden. Nach wenigen Sekunden war dieses nicht mehr fluoreszierende Aktin an der Vorderseite der Zelle sichtbar. Dabei wurde außerdem beobachtet, dass die Proteine fast fünfzigmal schneller nach vorne als nach hinten bewegt werden – ein Hinweis, dass der Transport ein aktiver Vorgang ist.
Mit verschiedenen Bildgebungsverfahren konnten die Forschenden herausfinden, dass Zellen in einem bestimmten Bereich aktiv gerichtete Strömungen erzeugen. Dieser Bereich ist durch eine Wand aus Aktin und Myosin, einem weiteren Protein, abgegrenzt. Das ist der farbige Bogen, der im Bild zu sehen ist. Indem die Zelle die Barriere an bestimmten Stellen krümmt, ändert sich der Strömungsverlauf, sodass Proteine an bestimmte Orte der Zellvorderseite transportiert werden.
Mit einem Superauflösungs-Mikroskopieverfahren konnte diese Barriere sichtbar gemacht werden. Die Auflösung der Aufnahme beträgt das 10.000-Fache eines menschlichen Haares.
Quelle:
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