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Freitag, 20.10.2017
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Gen-Trio als Wegweiser für das Zellwachstum

Zuvor nur von Fruchtfliegen bekannte Gene auch bei Säugetieren aktiv

Wenn Gewebe und Organe wachsen, müssen die Zellen wissen, in welche Richtung sie sich ausbreiten sollen. Wissenschaftler aus Kanada, Frankreich und der Universität Würzburg haben jetzt Gene identifiziert, die in der Niere, im Innenohr und im Rückenmark den Zellen die notwendigen Informationen liefern. Die Fachzeitschrift Nature Genetics berichtet darüber in ihrer aktuellen Ausgabe.
DNA

DNA

Zellen, die sich während der Embryonalentwicklung teilen und vermehren, müssen eine Ahnung davon haben, in welche Richtung das Wachstum passieren soll; sonst könnte am Ende anstelle eines funktionierenden Organs ein unförmiger Zellhaufen stehen. "Dafür brauchen sie in einer flachen Zellschicht ein gerichtetes Signal. Schließlich weiß die einzelne Zelle ja nicht, wo rechts und wo links ist", erklärt Manfred Gessler, Professor am Lehrstuhl für Physiologische Chemie und Mitwirkender an einer Studie, die drei bisher unbekannte "Wegweiser" identifizieren konnte.

Drei Gene im Zusammenspiel


Schon seit Längerem kennen Wissenschaftler eine Reihe von Genen, die Zellen sagen, wo es langgeht; drei weitere Vertreter waren bislang nur bei der Fliegenart Drosophila melanogaster untersucht worden. Dass diese neu entdeckten Gene im Zusammenspiel mit einem in der Zellwand befindlichen
Protein auch bei Säugetieren - und damit auch beim Menschen - die Richtung des Wachstums steuern, konnte jetzt das international zusammengesetzte Team von Wissenschaftlern aus Toronto, Paris und Würzburg nachweisen. "Wir konnten zeigen, dass in diesem Prozess zwei Moleküle miteinander interagieren und das dritte Gen diesen Prozess steuert", so Gessler.

…und aktiv in drei Organen


Seine Arbeit verrichtet das Gen-Trio allerdings nicht im gesamten Körper: "Unsere Untersuchungen zeigen aber, dass diese Gene in mindestens drei Organen das Wachstum regeln: in der Niere, im Rückenmark und im Ohr", erklärt Gessler. In der Niere sind sie dafür verantwortlich, dass sich die so
genannten Tubuli ordnungsgemäß bilden - lange Kanälchen, in denen der aus dem Blut herausgefilterte Harn konzentriert und aufbereitet wird.


Arbeiten die Gene fehlerhaft, oder fallen sie bei Mäusen komplett aus, so wachsen die Tubuli nicht in Form von langen, dünnen Schläuchen. "Stattdessen werden sie kurz und breit, es entstehen große Zysten", so Gessler. Bei gehäuftem Auftreten spricht man von Zystennieren, einer wichtigen Ursache des Nierenversagens beim Menschen.

Um Längenwachstum und Ausrichtung von Zellen geht es auch im Ohr: Dort steuern die Gene die Entwicklung der Sinneszellen. Die so genannten Haarzellen finden sich in der Hörschnecke im Innenohr; sie wachsen dort normalerweise in drei Reihen von äußeren und einer Reihe von inneren Haarzellen. Ihre Aufgabe ist es, Schallwellen in Nervenimpulse umzuwandeln.

"Damit der Signalübertragungsmechanismus gut funktioniert, ist es notwendig, dass diese Reihen exakt in der richtigen Richtung angeordnet sind", erklärt Gessler. Fehler im Zusammenspiel zwischen den betreffenden Genen hätten auch hier Fehlbildungen zur Folge, die allerdings bisher nicht so detailliert untersucht wurden wie in der Niere.
(Universität Würzburg, 11.07.2008 - NPO)
 
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