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Veröffentlichung in Nature Communications
Forschenden von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) gelang es, einen bisher unbekannten Regulator des Notch-Signalwegs im Fadenwurm zu identifizieren, der den sogenannten Notch-Signalweg positiv moduliert und so verstärkt. Das Team um Prof. Dr. Simone Prömel am Institut für Zellbiologie stellte diesen in einer neuen Studie vor, die nun in der Fachzeitschrift Nature Communications erschien.
Der Notch-Signalweg ist für die Kommunikation zwischen benachbarten Zellen zuständig. Vor allem während der Embryonalentwicklung, aber auch im erwachsenen Organismus, spielt er eine entscheidende Rolle bei der Differenzierung und Spezialisierung von Zellen und der Entwicklung von Organen. So hat er etwa Einfluss darauf, ob sich eine Zelle zu einer Haut-, Nerven- oder Darmzellen entwickelt.
Eine Störung des Notch-Signalwegs kann dazu führen, dass Krankheiten wie Krebs oder Entwicklungsstörungen auftreten. Ein besseres Verständnis des Notch-Signalwegs kann also zu einer besseren Vorstellung davon beitragen, wie verschiedene Krankheiten entstehen. Vor allem die Grundlagenforschung hat hier in den vergangenen Jahren daher vermehrt einen Fokus gesetzt.
Den Düsseldorfer Forschenden um Prof. Prömel gelang es nun, einen neuen Regulator des Notch-Signalwegs im Fadenwurm Caenorhabditis elegans (C. elegans) zu identifizieren. Im Fadenwurm steuert der Notch-Signalweg unter anderem die Keimzellteilung und das Gleichgewicht zwischen verschiedenen Zelltypen. Dabei nimmt er eine grundlegende Rolle ein, die der Grund dafür ist, dass der Notch-Signalweg durch verschiedene Moleküle über mehrere Mechanismen stark reguliert wird.
Der neu entdeckte Regulator, der Adhäsions-G-Protein-gekoppelter Rezeptor (GPCR) Latrophilin, moduliert den Notch-Signalweg positiv, verstärkt ihn also. Dabei bindet er an eine der Hauptkomponenten des Signalwegs. Diese Modulation hat unter anderem zur Folge, dass im Fadenwurm die korrekte Anzahl von Keimbahnstammzellen entsteht. Diese trägt wiederum dazu bei, eine konstante Anzahl an Nachkommen sicherzustellen. Darüber hinaus hat die Gruppe von Prof. Prömel Hinweise darauf gefunden, dass Latrophilin 1 auch in anderen Zusammenhängen wie beispielsweise der Wahrnehmung von verschiedenen Stoffen den Notch-Signalweg modulieren kann.
Des Weiteren wurde ein sogenannter „Cross-Talk“ zwischen zwei Signalwegen identifiziert. Latrophilin 1 fungiert hierbei selbst als Signalgeber und trägt so zur Zellpolarität bei. Für die weiterführende Forschung wäre vor allem spannend, ob sich der Notch-Signalweg und der Latrophilin-Signalweg gegenseitig beeinflussen, um Zellen zum Beispiel eine umfassende Orientierung zu geben, wenn sie sich teilen.
Aktuell noch nicht klar ist, ob sich der neu entdeckte Mechanismus auch auf den Menschen übertragen lässt. Da das menschliche Notch-System dem des Fadenwurms jedoch sehr ähnlich ist, besteht die Möglichkeit, dass Latrophilin 1 auch hier den Notch-Signalweg moduliert.
„Es ist durchaus möglich, dass es sich hier um einen generellen Mechanismus handelt, der sich auch auf andere Lebewesen übertragen lässt. Das bleibt aber noch zu erforschen“ so Prof. Prömel. Weiterhin: „Perspektivisch könnten unsere Ergebnisse die Forschung dazu anstoßen, dass man die Modulation des Notch-Signalwegs durch Latrophilin 1 – oder auch andere Adhäsions-GPCR – auch für therapeutische Anwendungen einsetzen kann. Das ist aber aktuell noch eine Frage der Zukunft.“
Losgelöst davon sind die Ergebnisse für die Grundlagenforschung in der Biologie sehr bedeutend, denn sie geben einen Einblick darin, wie ein für die Zellteilung wichtiger Signalweg feinreguliert wird.
Mitarbeiter und Autor der Studie Willem Berend (Wilbert) Post bei der Arbeit im Labor.
Copyright: HHU / Iannis Charnay
Das Mikroskopbild zeigt sich teilende Keimbahnzellen im Fadenwurm. Dabei sind alle Zellkerne blau, d ...
Copyright: HHU / Daniel Matus
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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