Herzenssache: DZHK fördert Daniela Panáková
Während der Embryo im Mutterleib heranwächst, erhalten Organe und Muskeln ihre Form und Funktionalität. Mit der Frage, welche Mechanismen daran beteiligt sind, beschäftigt sich Dr. Daniela Panáková, seit 2011 Leiterin der MDC-Arbeitsgruppe „Elektrochemische Signalübertragung in der Entwicklung und bei Krankheiten“, schon lange. Sie interessiert sich besonders für den PCP-Signalweg, über den sich die Zellen des Herzens und anderer Organe während der Entwicklung ordnen: „Dieser Signalweg ist zentral dafür, wie Organe ihre Form bilden. Wir untersuchen, was passiert, wenn dieser Signalweg gestört ist“, sagt Daniela Panáková. So kann es unter anderem zu angeborenen Herzfehlern kommen.
Bereits 2018 fand Panákovás Team gemeinsam mit internationalen Partnern heraus, dass dieser Signalweg zentral für die frühen Umformungen des sich entwickelnden Herzens, die Ausbildung der Herzkammern und die charakteristische S-Form des Herzens ist. In einem neuen Forschungsansatz weisen Daniela Panáková und ihr Team nach, dass der PCP-Signalweg außerdem an der Muskeldifferenzierung beteiligt ist: Defizite führen dazu, dass der Herzmuskel nicht richtig ausgebildet wird. „Diese Arbeit hat ebenfalls das DZHK unterstützt. Die Förderung knüpft jetzt daran an, sodass wir die Mechanismen dahinter genauer untersuchen können“, berichtet die Forscherin.
Ein Dominoeffekt mit Folgen für das Herz
Die Störung dieses Signalwegs wirkt sich so umfassend auf die Entwicklung und Funktion des gesamten Herzens aus, weil er die Form des Zellkerns und damit die Genexpression der Zellen beeinflusst. Was dabei abläuft, erklärt Daniela Panáková so: „Der PCP-Signalweg beeinflusst die Morphologie des Zellkerns, wodurch vermutlich das Chromatin anders strukturiert wird. Das wiederum wirkt sich auf die Genexpression aus, die für die normale Funktion des Muskels verantwortlich ist, und hat zur Folge, dass sich die Differenzierung der Herzmuskelzellen und damit auch die Funktionalität des Organs verändert.“
Wenn sich das Herz eines Embryos entwickelt, entsteht auch die Form der Herzmuskelzellen. Fehlt das Gen Vangl2 in den Zellkernen, sind sie unregelmäßiger aufgebaut. Das beeinflusst die Mechanosensorik an der Hülle des Zellkerns.
Das Bindeglied zwischen PCP-Signalweg und Zellkern bildet dabei das Protein Vangl2, das auf der Zelloberfläche sitzt. Wie die Kommunikation zwischen Vangl2 und dem Zellkern funktioniert, welche weiteren Komponenten dabei eine Rolle spielen und wie die Informationen weitergegeben werden, will das Team um Daniela Panáková nun herausfinden. Die Biologin will auch analysieren, auf welche Weise sich die Zellkern-Morphologie tatsächlich ändert. „Wir haben eine Idee vom gesamten Ablauf, wissen aber noch wenig über die Details“, sagt sie. Die Details sind aber wichtig, um die Entstehung angeborener Herzfehler besser zu verstehen.
Die Förderlinie des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislaufforschung, die Daniela Panákovás Arbeit unterstützt, richtet sich dezidiert an exzellente Wissenschaftlerinnen mit Kindern auf dem Weg zur Professur. „Solche Programme zur Förderung von Frauen in der Forschung finde ich wichtig“, sagt Panáková. Zurzeit gebe es davon in Deutschland noch zu wenige. Die DZHK-Förderlinie wurde 2019 aufgelegt und dient dazu, nicht -wissenschaftliches Personal und Materialien im geförderten Projekt zu finanzieren.
Text: Wiebke Peters
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