MDC-Forscher entdecken neue Funktion der Natriumpumpe beim Herzen
Bisher haben Zellbiologen eine Reihe von Signalwegen
identifiziert, die die Organentwicklung steuern. „Dass Ionengradienten, die von
der Natriumpumpe erzeugt werden, diese fundamentalen zellbiologischen Prozesse
regulieren, nämlich die Polarisierung und das Zusammenhaften von Zellen, ist
neu und sehr überraschend“, erläutert der Entwicklungsbiologe Dr. Seyfried die
Ergebnisse aus seinem Labor. Er erforscht die Entwicklung von Wirbeltieren, zu
denen auch der Mensch gehört, unter anderem an Zebrafischen. Sie sind nur
wenige Zentimeter groß und ihre Embryonen sind durchsichtig, so dass die
Forscher jede Zelle unter dem Mikroskop beobachten können.
Dr. Seyfried interessiert sich vor allem dafür, wie sich
die Zellen, die die äußeren und inneren Oberflächen des Körpers auskleiden, die
Epithelzellen, während der Organentwicklung im Organismus ausrichten. Diese
Zellpolarität ist für die Funktion der Organe lebenswichtig. „Der Hauptpunkt
der jetzigen Arbeit ist, dass der Ionengradient die Zellpolarität reguliert“,
betont der Forscher. „Allerdings wissen wir noch nicht, wie genau sich die
Ionengradienten auf die Ausrichtung der Herzmuskelzellen während der frühen
Entwicklung auswirken. Außerdem ist es für uns aus technischen Gründen nicht
möglich, die Ionenkonzentrationen in den winzigen Herzen, die nur wenige
tausendstel Millimeter groß sind, zu messen“, ergänzte er.
Die Forscher in Berlin vermuten, dass sich die Defekte in
der Natriumpumpe nicht nur auf den Zusammenhalt von Herzmuskelzellen sondern
auch auf die Entwicklung der Blut-Hirn-Schranke und der Netzhaut auswirken.
Sollte sich diese Vermutung bestätigen, hätte die Natriumpumpe eine zentrale
Rolle bei der Entwicklung unterschiedlicher Typen von Epithelzellen innerhalb
des gesamten Organismus und nicht nur des Herzens.
*Involvement
of zebrafish Na+,K+ ATPase in myocardial cell junction maintenance
Elena
Cibrián-Uhalte,1 Adam Langenbacher,2 Xiaodong Shu,2
Jau-Nian Chen,2,3,4,5 and Salim Abdelilah-Seyfried1,5
1Max Delbrück
Center for Molecular Medicine, 3125 Berlin, Germany
2Department of Molecular, Cell,
and Developmental Biology, 3Jonsson Comprehensive Cancer Center, and
4Molecular Biology Institute, University of California, Los Angeles,
Los Angeles, CA 90095
5 Corresponding authors salim@mdc-berlin.de
Die Transparenz des Zebrafischembryos erlaubt es den Wissenschaftlern, innere Organe unter dem Mikroskop direkt zu erkennen. Das Herz liegt knapp vor dem Kopf des Fisches auf dem Dottersack. Rechts ein grün markiertes Herz. Es besteht aus zwei Kammern, dem kleinen Ventrikel (V) und dem größeren Vorhof/Atrium (A). An diesem Tiermodell studierten die Forscher die Rolle der Natriumpumpe in der frühen Herzentwicklung. (Photo: Dr. Salim Abdelilah-Seyfried/Copyright: MDC)
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