Aufsicht auf 17 Hautzellen, die gerade eine Hautöffnung verschließen. Die Membranen sind in Schattierungen von braun und grün dargestellt, damit einzelne Zellen sichtbar werden.
Auf­sicht auf 17 Haut­zel­len, die gera­de eine Haut­öff­nung ver­schlie­ßen. Die Mem­bra­nen sind in Schat­tie­run­gen von braun und grün dar­ge­stellt, damit ein­zel­ne Zel­len sicht­bar wer­den.AK Franga­kis

Wis­sen­schaft­ler der Goe­the Uni­ver­si­tät Frank­furt haben nun zusam­men mit Kol­le­gen des Euro­pean Mole­cu­lar Bio­lo­gy Labo­ra­to­ry (EMBL) und der Uni­ver­si­tät Zürich die Fusi­on der Haut­zel­len auf mole­ku­la­rer Ebe­ne untersucht.

Sie ver­hal­ten sich dabei wie ein mole­ku­la­rer Reiß­ver­schluss, berich­ten die For­scher in der aktu­el­len Aus­ga­be der Fach­zeit­schrift „Natu­re Cell Bio­lo­gy”. Als Modell­sys­tem wähl­ten Mikhail Elt­sov und Kol­le­gen Embryo­nen von Frucht­flie­gen. Ähn­lich wie der Mensch, haben die­se wäh­rend ihrer Ent­wick­lung auf ihrem Rücken eine gro­ße Haut­öff­nung, die sie schlie­ßen müs­sen, um wei­ter wach­sen zu kön­nen. Den Pro­zess nennt man „zip­ping”, da die zwei Sei­ten der Haut ähn­lich wie ein Reiß­ver­schluss geschlos­sen werden.

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Moleküle arbeiten wie kleine Maschinen

Um zu erfor­schen, wie der Haut­ver­schluss genau vor sich geht, ver­wen­de­ten die Wis­sen­schaft­ler eines der bes­ten Elek­tro­nen­mi­kro­sko­pe. „Mit unse­rem Elek­tro­nen­mi­kro­skop kön­nen wir die mole­ku­la­ren Kom­po­nen­ten in der Zel­le sehen. Sie arbei­ten wie klei­ne Maschi­nen dar­an, die Haut zu ver­schlie­ßen. Aus einem Abstand betrach­tet sieht es aus, als ob die Haut­zel­len ein­fach mit­ein­an­der ver­schmel­zen; wenn wir aber hin­ein zoo­men, wird deut­lich, dass Zell-Mem­bra­nen, mole­ku­la­re Maschi­nen und ande­re zel­lu­lä­re Kom­po­nen­ten betei­ligt sind”, erklärt Mikhail Elt­sov von der Goethe-Universität.

Als ers­tes beob­ach­te­ten die For­scher, dass Zel­len ihre gegen­über lie­gen­den Nach­barn auf­spü­ren. Haben sie ihn gefun­den, ent­wi­ckeln sie als nächs­tes einen mole­ku­la­ren Klett­ver­schluss (eine Adhä­si­ons­ver­bin­dung), die sie fest mit dem Gegen­über ver­bin­det. Die neue und uner­war­te­te Ent­de­ckung die­ser Stu­die war, dass klei­ne Pro­te­in-Röhr­chen in der Zel­le, die Mikro­tu­bu­li, sich an den mole­ku­la­ren Klett­ver­schluss hef­ten und anschlie­ßend selbst auf­lö­sen. Das führt dazu, dass sich die gesam­te Haut zum Wund­be­reich hin zieht und sich über die offe­ne Haut­stel­le aus­brei­tet wie eine Decke.

Die Wunde sieht schnell verschlossen aus

„Sehr erstaun­lich war auch die enor­me Plas­ti­zi­tät der Mem­bra­nen bei die­sem Vor­gang, die zur schnel­len Hei­lung der Haut­öff­nung bei­trug. Wenn fünf bis zehn Zel­len ihren ent­spre­chen­den Nach­barn gefun­den haben, sieht die Wun­de bereits ver­schlos­sen aus”, sagt Achil­leas Franga­kis von der Goe­the Uni­ver­si­tät Frank­furt, der wis­sen­schaft­li­che Lei­ter der Studie.

Die Wis­sen­schaft­ler hof­fen, dass die­se Stu­die neue Wege für das Ver­ständ­nis der epi­the­lia­len Plas­ti­zi­tät eröff­nen wird. Für sie ist es auch von Inter­es­se, die struk­tu­rel­le Orga­ni­sa­ti­on der Adhä­si­ons­ver­bin­dun­gen zu verstehen.