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Molekularbiologie: Wie sich Zellen unterhalten

Fast alle Zellen in unserem Körper tauschen mit ihren Nachbarn Informationen durch Kanäle aus, über die sie direkt miteinander verbunden sind. Eine Unterbrechung dieses Kommunikationssystems kann Störungen verursachen, die von Hörverlust bis hin zu Herzkrankheiten reichen.
Uhrwerk quer

Damit unser Körper richtig funktioniert, müssen sich seine Billionen von Zellen untereinander verständigen können. Dabei nutzen sie ganz unterschiedliche Formen des Informationsaustauschs. Einige produzieren Hormone, die über das Blut zu ihrem Ziel gelangen, andere schütten Neurotransmitter aus, um Sig­nale von einem Neuron zum nächsten zu leiten. Daneben haben aber praktisch alle Zellen einen weiteren Kommunika­tionsweg gemeinsam: Sie sind mit ihren Nachbarn über Kanäle verknüpft, die das Innere beider Partner in direkten Kontakt miteinander bringen.

Eine eindrucksvolle Demonstration dieser Form der Zell-Zell-Kommunikation gelang Mitte der 1960er Jahre, als Forscher fluoreszierende Farbstoffmoleküle in eine einzelne Zelle inmitten eines dicht gepackten Zellhaufens injizierten. Durchs Mikroskop sahen sie, wie sich die Fluoreszenz rasch von einer Zelle auf die nächste ausbreitete, bis mitunter Hunderte davon leuchteten. Zellen mussten also über Kanäle verfügen, durch die Moleküle von Zelle zu Zelle wandern können.

Inzwischen wissen Biologen, dass diese Kanäle in den Geweben aller Tiere einschließlich des Menschen vorkommen und an außerordentlich vielfältigen Funktionen beteiligt sind. Die Kanäle gruppieren sich dabei zu so genannten Gap Junctions, die bei der Synchronisation des rhythmischen Zusammenziehens der Herzmuskelzellen ebenso mitwirken wie bei den Uteruskontraktionen während der Geburt. Gap Junctions ermöglichen es dem Auge, sich an unterschied­liche Lichtverhältnisse anzupassen, und spielen sogar bei der Organbildung während der embryonalen Entwicklung eine Rolle. ...

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  • Quellen

Johnson, R. G. et al.: Gap Junction Assembly: Roles for the Formation Plaque and Regulation by the C-Terminus of Connexin43. In: Molecular Biology of the Cell 23, S. 71 – 86, 2012

Solan, J. L., Lampe, P. D.: Specific Cx43 Phosphorylation Events Regulate Gap Junction Turnover in Vivo. In: FEBS Letters 588, S. 1423 – 1429, 2014