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Max-Planck-Forscher decken physikalische Grundlagen der Zellpolarisation auf

Fadenförmige Proteine bilden in der Zellhülle ein Netzwerk, das der Zelle seine Form gibt. Dieses gerüstartige Netzwerk, der Zellkortex, ist hoch dynamisch: Damit sich die Zelle bewegen oder teilen kann, müssen Kräfte aufgebracht werden, welche in diesem Gerüst erzeugt werden.

Beim Vorgang der asymmetrischen Zellteilung bilden sich zwei Pole – nur so kann sich eine Zelle in zwei unterschiedliche Zellen teilen. Das ist Vorbedingung für die Ausbildung verschiedener Zelltypen. Für diese Polbildung bewegt sich das gerüstartige Netzwerk geschlossen in Richtung einer der beiden Pole. Forscher an zwei Dresdner Max-Planck-Instituten konnten nun zum ersten Male aufzeigen, welche Kraftfelder diesen geschlossenen Bewegungen zugrunde liegen.

Bei ihren Experimenten durchtrennten die Forscher einzelne Proteinfäden mit Laserstrahlen, um dann die durch die Zerstörung messbar gewordenen Kräfte genauer zu analysieren und anschließend mit einem theoretischen Erklärungsmodell zu untermauern. Das Projekt verbindet Biologie und Physik: Beteiligt waren Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) und des Max-Planck-Instituts für Physik komplexer Systeme (MPI-PKS).

Originalveröffentlichung:
Mirjam Mayer, Martin Depken, Justin S. Bois, Frank Jülicher, Stephan W. Grill:
Anisotropies in cortical tension reveal the physical basis of polarising cortical flows.
Nature, Advance Online Publication, 19. September 2010
doi: 10.1038/nature09376

Abbildung:
An der hellblauen Linie wurde mit Laser das Proteingerüst der Zelle zerschnitten. Die Pfeile und farblichen Markierungen zeigen das Auseinanderdriften des Gewebes: Rosa zeigt den Zustand vor, grün den Zustand nach dem Schnitt.