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Zellbiologie

Wie der Transport von Molekülen in den Zellkern kontrolliert wird

Wie werden die Informationen zwischen dem Zytoplasma und dem Zellkern hochpräzise und dabei unvergleichlich schnell ausgetauscht?
Wie der Transport von Molekülen in den Zellkern kontrolliert wird

CellNetworks

Veröffentlicht am: 04.10.2016

Laufzeit: 0:03:18

Sprache: englisch

Der interdisziplinäre Heidelberger Exzellenzcluster CellNetworks widmet sich lebenswissenschaftlichen Fragestellungen von der Analyse molekularer Mechanismen bis zum quantitativen Verständnis komplexer Funktionen.

In Zellen herrscht dichter Verkehr: Tausende von Signalmolekülen und Proteinen wandern in den Zellkern und aus ihm heraus. Dort befindet sich das wertvolle genetische Erbgut, das die Lebensfähigkeit einer Zelle gewährleistet. Es besteht aber ein langjähriges Paradox: Der ständige Austausch muss schnell und effizient sein, gleichzeitig aber präzise genug, um unerwünschte Moleküle zu verhindern, die dem Kern schaden.

Wer regelt dann eigentlich den Verkehr in der Zelle? Wissenschaftler der CellNetworks-Partnerinstitutionen – das Europäische Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) und das Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) – haben überraschend entdeckt, dass hochflexible Proteine, so genannte intrinsisch ungeordnete Proteine (IDPs), über eine hochreaktive Oberfläche verfügen und Transportmoleküle mit ungeheurer Geschwindigkeit erkennen können. Dieser neue Mechanismus sorgt dafür, dass die Informationen korrekt abgelesen werden.

Das Video dokumentiert, wie die Forschungsgruppen unter Leitung der CellNetworks-Mitglieder Edward Lemke (EMBL) und Frauke Gräter (HITS) in fünfjähriger Arbeit Computer-Simulationen mit fortgeschrittenen mikroskopischen Techniken kombinierten – vom Einzelmolekül-Fluoreszenz-Resonanzenergietransfer (FRET) über die Stopped-Flow-Spektroskopie bis hin zum Partikel-Tracking –, um die molekulare Kinetik innerhalb der Zelle nachzuweisen.