Zellmembran einer Hefezelle

Die Zellmembran schützt das Zellinnere vor der Umwelt – gleichzeitig ist sie aber auch Kontaktstelle für Informationen von außen: Botenstoffe docken an speziellen Rezeptoren an, die auf oder in der aus einer Lipiddoppelschicht aufgebauten Membran verankert sind. So weit die bekannte schematische Vorstellung.

Eine genaueren Blick liefern nun Forscher um Roland Wedlich-Söldner vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried: Sie färbten einzelne Proteine in der Zellmembran von Hefezellen an und machten deren Verteilung dank fortgeschrittener Mikroskopiertechnik in spektakulärer Detailgenauigkeit sichtbar.

Dabei zeigt sich eine unerwartete Ordnung: Jedes Protein beschränkt sich auf klar abgegrenzte Bereiche mit flecken- oder netzwerkartiger Struktur. Demnach ist die gesamte Oberfläche der Hefezelle in so genannten Domänen organisiert, die jeweils nur eine oder wenige Proteine beinhalten.

Handelt es sich um verschiedene Proteine innerhalb einer solchen Domäne, so nutzen diese jedoch meist denselben oder sehr ähnliche molekulare Anker in der Membran. Und dieser ist wichtiger, als vielleicht zunächst gedacht: Als die Forscher bei einigen Proteinen diesen Anker gegen einen anderen austauschten und so die Proteine in eine neue Domäne verschoben, in der dieser Anker verbreitet ist, verloren die Moleküle teilweise sogar ihre Funktionalität.

Nature Cell Biology 10.1038/ncb2487, 2012