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Zytologie: Alle Vielzeller nutzen ähnliche Selbstmord-Befehlskette

Der programmierte Tod einer einzelnen Zelle kann dem Körper eines Vielzellers nützen, macht bei Einzellern aber selten Sinn. Trotzdem scheinen schon die noch einzelligen Vorfahren von Pflanzen und Tieren grundlegende Werkzeuge besessen zu haben, die in allen späteren Vielzellern den Tod der Zelle auf ähnliche Art und Weise einleiten, berichten Forscher um Andrei Smertenko von der Durham University. Im Zentrum des programmierten Zelltods stehen bei Pflanzen wie Tieren proteinabbauende Enzyme, die ein evolutionsgeschichtlich uraltes Zellkernenzym zerschneiden, berichten die Wissenschaftler.

Das Team erkannte, dass Mäuse, Menschen, Fichten und Kressen ihren programmierten Zelltod einleiten, indem sie mit Proteasen verschiedene Eiweiße zerschneiden, zu denen immer aber auch die Nuklease TSN (Tudor staphylococcal nuclease) gehört. In Pflanzen und Tieren übernimmt diese Nuklease verschiedenste Funktionen zugleich: Sie aktiviert das Ablesen von Genen, die Transkription, sowie die Prozessierung der dabei entstehenden Boten-RNA und arbeitet am Mechanismus des RNA-Silencings sowie des Abbaus von doppelsträngiger RNA im Zellkern mit. Wird sie durch die Schneideenzyme zerlegt, beginnt die betroffene Zelle sogleich ihren eigenen Tod einzuleiten.

Pflanzen zerschneiden ihre TSN mit Meta-Caspasen, welche als evolutionsgeschichtliche Vorläufer der Caspasen gelten, die die gleiche Funktion bei Tieren übernehmen. Zellen ohne TSN waren schon dafür bekannt, verfrüht ihren eigenen Tod einzuleiten. Smertenko und seine Kollegen vermuten nun, dass TSN stets aktiv bleiben muss, damit Zellen nicht programmiert absterben. Warum dies der Fall ist, sei bislang aber unbekannt.

Schon vor einer Milliarde Jahren muss eine Ahnform tierischer und pflanzlicher Zellen Mechanismen gekannt haben, mit denen die späteren Vielzeller ihren Zelltod regulierten. Unter bestimmten Umständen begehen auch Bakterien Selbstmord, nutzen dazu aber einen anderen Mechanismus. (jo)
42. KW 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 42. KW 2009

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  • Quellen
Sundström, J.F. et al.: Tudor staphylococcal nuclease is an evolutionarily conserved component of the programmed cell death degradome. In: Nature Cell Biology 10.1038/ncb1979, 2009.

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