Vesikel, Poren und Videos

News: Vesikel, Poren und Videos

Zellmembranen waren für Wissenschaftler schon immer ein Rätsel. Zwar hatte man durchaus eine Vorstellung davon welche Art von Molekülen in der Lage sind, durch die Membran ins Zellinnere zu gelangen aber dabei zugeschaut, wie die Moleküle durch die Poren eindringen, hatte bisher niemand. Jetzt ist es einem Forscherteam gelungen, den Öffnungs- und Schließvorgang der Poren auf Video festzuhalten.

Natürliche Membranen bestehen aus einer doppelten Schicht fetthaltiger Moleküle, den Phospholipiden. Gibt man diese Grundbausteine in eine Lösung auf Wasserbasis, dann schließen sie sich spontan zu doppelwandigen Hohlkugeln zusammen, die an natürliche Vesikel erinnern.Ebenso wie ihre "echten" Gegenstücke "lecken" sie auch – in einem solchen Tempo, daß die Wissenschaftler vermuteten, die Hülle sei gespickt mit Löchern. Da die Poren jedoch nur für einen flüchtigen Augenblick offen bleiben, war bisher niemand in der Lage den Vorgang genauer zu beobachten – obwohl Forscher schon seit fast einem Jahrhundert untersuchen, wie die Moleküle durch Zellmemebranen wandern.

Olivier Sandre und seine Kollegen vom Curie Institut in Paris kreierten künstliche Vesikel in einem Millimeter breiten Spalt zwischen zwei Objektträgern. Sobald die neuentstandenen Vesikel mit der Glasoberfläche in Berührung kamen, klebten sie daran fest und flachten ab.Durch die Deformierung wurde die Vesikelmembran gedehnt, kleine Löcher entstanden und wurden größer. Durch diese Öffnungen konnte nun Flüssigkeit aus dem Inneren entweichen, woraufhin sich der Druck im Vesikel verringerte und die Poren – unmittelbar nachdem sie sich geöffnet hatten – wieder zuschnappten.

Um diesen schnellen Öffnungs- und Schließprozeß besser beobachten zu können, badeten die Forscher ihre künstlichen Vesikel in einer sirupartigen Lösung aus Glyzerin. "Wenn Sie schnelle Bewegungen, die in einem kurzen Zeitraum ablaufen, direkt beobachten wollen, dann dicken Sie einfach das Medium an, um die Sichtbarkeit zu verbessern," erklärt Sandre. Und in der Tat ist es mit dieser Methode dem Team gelungen, die Bewegungen der Poren auf Video festzuhalten und anhand des Filmmaterials eine Reihe von mathematischen Gleichungen zu erstellen, welche die Porendynamik vorhersagen (Proceedings of the National Academy of Science vom 14. September 1999, Abstract).

"Die künstlichen Poren sind sehr nützlich, obwohl sie ein wenig größer als die natürlichen sind," sagt Philip Pincus von der University of California in Santa Barbara. Andere Forschungsgruppen machen nun Versuche mit verschiedenen Molekülen, wie zum Beispiel der DNA und beobachten, ob der molekulare Austausch sichtbar gemacht werden kann.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 25.5.1999
"Künstliche Zellen"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 7.7.1999
"Kleine Zellen mit großen Türen"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 5/96, Seite 46
"Knospung von Transportvesikeln in Zellen "
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)