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Die Form von sich teilenden Zellen ist extrem instabil und beginnt zu schwingen

Zellteilung, bei der am Ende zwei neue Tochterzellen entstehen, ist der Grundprozess allen Lebens. Jede einzelne Zelle auch unseres Körpers ist das Ergebnis von vielen solchen Zellteilungen; geht dabei etwas schief, können die Zellen zu Tumorzellen entarten. Seit Jahrhunderten beschäftigen sich Biologen mit der Frage, wie dieser Prozess genau abläuft. Vor allem Biophysiker haben sich jeher für den physikalischen Moment interessiert, in dem sich eine einzelne Zelle in zwei Teile teilt, denn hier verändert die Zelle mehrmals und laufend ihre Form - wie aber werden diese Transformationen miteinander abgestimmt?

Ein Forscherteam des MPI-CBG hat nun zeigen können, dass Zellen, die sich teilen, durchgehend instabil in ihrer Form sind. Theoretisch untermauert wurden die biologischen Experimente durch die Modellierungen eines Kollegen vom Max-Planck-Institut für die Physik komplexer Systeme (MPI-PKS). Das Ergebnis: Die mechanischen Kräfte, die an der Oberfläche der entstehenden Tochterzellen wirken, führen zu einer extremen Instabilität der Zellform und können die Zelle zum Schwingen bringen. Dies beeinträchtigt die Symmetrie der Zelle. Werden die Schwingungen nicht abgefedert, kann es sogar zu fatalen Fehlern in bei der Zellteilung kommen. Die Forscher vermuten nun, dass die Zelle deshalb kleine Bläschen an der Oberfläche der Tochterzellen bildet, in die sie die aufgebaute Spannung ableiten kann und so die Instabilität in den Griff bekommt.

Originalveröffentlichung:

Jakub Sedzinski, Maté Biro, Annelie Oswald, Jean-Yves Tinevez, Guillaume Salbreux & Ewa Paluch:

Polar actomyosin contractility destabilizes the position of the cytokinetic furrow

Nature 476, 462–466 (25. August 2011)
doi:10.1038/nature10286