Embryos wissen, wo vorne und hinten ist

News: Embryos wissen, wo vorne und hinten ist

Wenn ein Embryo in der Entwicklungsphase nicht in der Lage ist, seine Vorder- und seine Hinterseite zu unterscheiden, wird er ein formloser Zellklumpen bleiben. Amerikanische Wissenschaftler haben jetzt durch Experimente mit Froscheiern entdeckt, daß das verantwortliche Protein für die Bildung von Bauch und Rücken auf seinem Weg durch die Zelle vermutlich wie auf Schienen an die richtige Stelle geleitet wird.

Kurz nachdem ein Froschspermium in ein Ei eingedrungen ist, bilden sich im Cytoplasma der Zelle winzige Röhren aus Protein, die sogenannten Mikrotubuli. Forscher wissen zwar bereits, daß eine Unterbrechung dieser Röhren es dem Embryo unmöglich macht, Rücken und Bauch zu unterscheiden, aber der Zusammenhang zwischen diesen Mikrotubuli und den Proteinen, die das Zellschicksal beeinflussen, war lange Zeit unklar.

Mit Hilfe einer fluoreszierenden Version eines zentralen Proteins des Entwicklungsprozesses, das als disheveled bezeichnet wird, haben Biologen gezeigt, daß die Mikrotubuli helfen, dieses wichtige Protein von einer Seite des befruchteten Eis auf die andere zu transportieren. Um die Wege des Proteins verfolgen zu können, hefteten Randall Moon von der University of Washington School of Medicine in Seattle und seine Kollegen das Gen für das grünfluoreszierende Protein an das Schlüsselgen. Ihre Mitarbeiter Carolyn Larabell und Brian Rowning vom Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien, injizierten die RNA-Vorlage für das fluoreszierende disheveled in unreife Froscheier und ließen die Zelle das Protein produzieren. Anschließend stachen sie mit einer Nadel in die Eier und simulierten so eine Befruchtung (Journal of Cell Biology, 26. Juli 1999).

Larabell und Rowning machten alle paar Sekunden Mikroskopaufnahmen des sich entwickelnden Eis und setzten die Bilder zu einem Film zusammen. Darauf ist zu sehen, daß das grün leuchtende Protein, das am disheveled angeheftet war, sich in die gleiche Richtung bewegte wie die wachsenden Mikrotubuli.

Die Autoren glauben, daß kleine Hohlräume in den Zellen, sogenannte Vesikel, sich entlang der Mikrotubuli bewegen und so das Schlüsselprotein auf die eine Seite des Eis tragen, wo es andere Proteine beeinflußt, welche die Entwicklung der Frosch-Rückseite kontrollieren.