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Myo19
Abbildung: Beladung des Motorproteins Myo19 mit Mitochondrien. Myo19 wird durch das in der äusseren Mitochondrienmembran verankerte Protein Miro an die Mitochondrien rekrutiert und dadurch stabilisiert. Es kompetitiert für diese Bindung mit einem Verbindungsstück (TRAK), welches die Mikrotubuli-abhängigen Motorproteine Kinesin (vorwärts) und Dynactin/Dynein (rückwärts) an die Mitochondrien knüpft.
© AG Bähler

Wie in Zellen Zugmaschinen mit ihrer Fracht verbunden werden und ihren Auslieferungsort erreichen

AG Bähler veröffentlicht neue Forschungsergebnisse

Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle. Sie besitzen eigene Erbinformation und können daher nicht neu entstehen und müssen bei der Zellteilung gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt werden. Mitochondrien können in Zellen entlang zwei verschiedener Verkehrswege, den Zytoskelettfasern Mikrotubuli und Aktinfilamente, transportiert werden. Arbeiten der AG Bähler haben nun die Anheftungsstelle an Mitochondrien für das Motormolekül Myosin XIX (Myo19), das den Transport der Mitochondrien entlang von Aktinfilamenten vermittelt, identifiziert. Diese Anheftungsstelle stabilisiert das Motormolekül Myo19. Wenn die Anheftungsstelle fehlt, wird das Motormolekül Myo19 entsorgt. Interessanterweise dient diese Anheftungsstelle auch indirekt über ein Verbindungsstück für die Anheftung der für den bidirektionellen Transport der Mitochondrien entlang der Mikrotubuli verantwortlichen Motoren. Es gibt daher ein Gerangel der drei Motoren um die gleiche Anheftungsstelle an den Mitochondrien und dementsprechend ihre korrekte Verteilung und Auslieferung.

Originalpublikation:
Identification of Miro1 and Miro2 as mitochondrial receptors for myosin XIX.
Oeding SJ, Majstrowicz K, Hu XP, Schwarz V, Freitag A, Honnert U, Nikolaus P, Bähler M.
J Cell Sci. 2018 Sep 10;131(17). pii: jcs219469. doi: 10.1242/jcs.219469.

First person – Stefanie Jennifer Oeding
J Cell Sci 2018 131: jcs223941 doi: 10.1242/jcs.223941

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Carsten Grashoff mit BINDER Innovationspreis 2018 ausgezeichnet

Carsten Grashoff Wwu Janna Knieriemen
© WWU/Janna Knieriemen

Die Deutsche Gesellschaft für Zellbiologie (DGZ) zeichnet alljährlich herausragende Forschung im Bereich der Zellbiologie mit dem BINDER Innovationspreis aus. Die Ehrung wird in diesem Jahr an Prof. Dr. Carsten Grashoff für die Entwicklung von Methoden vergeben, welche eine quantitative Analyse mechanischer Kräfte in Zellen ermöglichen. Die Technik erlaubt die Untersuchung molekularer, mechanischer Prozesse unter physiologischen Bedingungen und ist daher zu einem bedeutenden Werkzeug geworden, um mechano-biologische Vorgänge in Zellen und Geweben zu vermessen. Der Preisverleihung findet im Rahmen des diesjährigen internationalen Kongresses der DGZ in Leipzig am 17. September 2018 statt.

Die Fähigkeit, mechanische Kräfte generieren, erkennen und auf sie antworten zu können, ist eine der fundamentalen Eigenschaften von Zellen. Wie mechanische Signale jedoch auf molekularer Ebene verarbeitet werden, war lange Zeit unklar. Ein Grund dafür war das Fehlen geeigneter Verfahren, mit denen mechanische Kräfte bestimmt werden können, die auf einzelnen Molekülen in Zellen lasten. Carsten Grashoff und seine Arbeitsgruppe haben solche Methoden entwickelt und optimiert, so dass kleinste mechanische Kräfte von nur wenigen Piconewton in Zellen quantifiziert werden können. Durch Einbringen von genetisch verschlüsselten, kalibrierten Kraftsensoren in spezifische Proteine und durch Expression dieser Konstrukte in Zellen, können Änderungen molekulare Zugkräfte durch quantitative Mikroskopie-Verfahren zeitlich und räumlich aufgelöst werden. Erste Studien des Grashoff Labors fokussierten auf Prozesse der Zelladhäsionsmechanik und führten zu der Entdeckung einer mechanischen Bindung, die für die Rigiditätserkennung von Zellen eine entscheidende Rolle spielt. Diese sogenannte Kraftsensor-Technik wurde mittlerweile von vielen anderen Arbeitsgruppen angewendet, um eine Vielzahl biomechanischer Prozesse genauer zu untersuchen.

Carsten Grashoff studierte Angewandte Naturwissenschaft an der Universität Freiberg und promovierte 2007 am Max-Planck-Institut für Biochemie. Im Anschluss arbeitete er an der Universität von Virginia (USA) and kehrte 2011 als unabhängiger Gruppenleiter an das Max-Planck-Institut für Biochemie zurück. 2018 wurde Carsten Grashoff von der Universität Münster zum Professor ernannt.

Die Deutsche Gesellschaft für Zellbiologie (DGZ) vertritt die Interessen der Zellbiologie als selbstständige, multidisziplinäre und fachintegrierende Wissenschaft in Deutschland. Der BINDER Innovationspreis wird seit 1998 für herausragende Studien auf dem Gebiet der Zellbiologie vergeben. Das Preisgeld von 4000 Euro wird von der BINDER GmbH gestiftet.