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News: Nachwuchstraining für Muskelzellen

Zukünftige Muskel- und Sehnenzellen kontrollieren sich gegenseitig während der Embryonalentwicklung. Molekularbiologische Arbeiten an der Fruchtfliege Drosophila helfen, die Interaktionen auch bei Säugetieren zu verstehen.
Die meisten von uns verbinden mit dem Aufbau von Muskelgewebe Bilder von schwitzenden Körpern im Fitneßstudio. Eine neue Studie von Dr. Talila Volk von der Abteilung Molekulargenetik des Weizmann-Instituts zeigte nun, daß auf der Zellebene Muskeln vor allem dann entstehen, wenn der richtige Partner dazu vorhanden ist.

Dr. Volk untersucht die Differenzierung von Embryozellen – jener verblüffende Vorgang der Spezialisierung, den die zunächst identischen Zellen durchlaufen, um schließlich eine festgelegte Rolle in einem der unzähligen Organe oder Gewebe zu übernehmen. Die Wissenschaftlerin und ihr Team entdeckten, daß bei Embryos der Fruchtfliege Drosophila Muskel- und Sehnenzellen eine Art Partnerschaft eingehen, die für die Vollendung des Differenzierungsprozesses notwendig ist.

Sobald der physische Kontakt hergestellt werden, spornen sich die zwei Zelltypen regelrecht gegenseitig an: Sie beginnen einen molekularen Dialog, der ihre weitere Entwicklung steuert. Zunächst befiehlt eine Sehnenzelle, die ihre Differenzierung fast vollendet hat, der Muskelzelle, wo sie andocken soll. Dann übernimmt die Muskelzelle das Ruder: Sobald die Muskelzelle angeschlossen ist, sendet sie molekulare Signale aus, die bei der Sehnenzelle die Vollendung der Differenzierung bewirkt. Das Ergebnis ist eine festgelegte Rolle für jede Zelle: Die eine wird eine ausgewachsene Sehnenzelle, die andere wird Teil eines Muskelgewebes.

Volk und Talia Yarnitzky, die ihre neuesten Ergebnisse in der Ausgabe vom 15. Oktober der Zeitschrift Genes and Development veröffentlichten, isolierten und klonten ein Gen, das einen hormonähnlichen Wachstumsfaktor produziert, der in den Muskelzellen hergestellt wird und die Sehnenzelle zur Differenzierung veranlaßt. Volk und ihr Team identifizierten außerdem das entscheidende Molekül in der Kettenreaktion, die dieser Wachstumsfaktor verursacht, um die Signale zwischen den Nachbarzellen austauschen zu können.

Interessanterweise ist ein Wachstumsfaktor aus der selben Familie an der Zelldifferenzierung bei Säugetieren beteiligt. Deshalb ist es gut möglich, daß die Studie, obwohl an Fruchtfliegen vorgenommen, bei der Erforschung der Muskelbildung menschlicher Embryos weiterhilft. Sobald die Entwicklung von Muskelgewebe vollständig erforscht ist, kann diese neue Information ein Schritt zur Behandlung von Problemen der Embryonalentwicklung sein, wie sie bei angeborenen Fehlern des wichtigsten Muskels im Körper, dem Herzmuskel, auftreten.

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