Die Wissenschaft ermöglicht es uns, sowohl das Unendlich Große als auch das Unendlich Kleine zu beobachten. Wenn Forschungsarbeit in erster Linie darauf abzielt, Wissen zu erweitern, kommt es manchmal vor, dass Wissenschaftler von der Schönheit ihres Forschungsgegenstandes überwältigt sind. Dies ist der Fall eines Forschers der Universität Quebec in Trois-Rivières (UQTR), der kürzlich die faszinierende Ästhetik des Straßennetzes einer Zelle eingefangen hat.
Betitelt Eine lebendige Reise in Säugetierzellen [Une vive incursion dans les cellules de mammifères], das Titelbild ist das Werk von Anjali Vishwakarma, Doktorandin in Zell- und Molekularbiologie. Es stellt das Detail einer Mauszelle dar und verdeutlicht das komplexe Transportnetzwerk, das in jeder Zelleinheit eingesetzt wird.
„Was grün erscheint, sind die Mikrotubuli. Dies sind gewissermaßen die Straßenarterien, die dem Transport bestimmter Organellen, sogenannter Endosomen, dienen. Diese sorgen für die Zirkulation von Proteinen innerhalb der Zelle. Dies sind die roten Punkte auf dem Foto. Und in Blau ist es der Zellkern, der als eine Art Kontrollzentrum der Zelle fungiert. Es ist das, was die DNA enthält“, erklärt Anjali.
„Diese Bestandteile kommen in allen Säugetierzellen vor, auch in unseren menschlichen Zellen. Wenn die Zelle gesund ist, ist das Mikrotubuli-Netzwerk kreisförmig um den Zellkern angeordnet und die Endosomen sind gleichmäßig in der Zelle verteilt. Das ist, was Sie auf dem Foto sehen können, und so sollte jede Zelle sein“, fügt sie hinzu.
Anjali Vishwakarma, Doktorandin in Zell- und Molekularbiologie an der UQTR.
Allerdings gibt es Zellen, die von diesem Modell abweichen. Der Student, der von Professor Marc Germain vom Fachbereich Medizinische Biologie betreut wird, hat tatsächlich beobachtet, dass beschädigte Organellen die Organisation von Zellen verändern können. Insbesondere wenn Mitochondrien (die Zellen mit Energie versorgen) nicht mehr funktionieren, verklumpen Endosomen um den Zellkern. Anjali versucht daher zu verstehen, woher der Schaden kommt und wie diese Ansammlung entsteht.
„Die Mikrotubuli bilden ein besonderes Netzwerk. Bedeutet das also, dass sie die Ansammlung von Endosomen in der Nähe des Kerns fördern? Das muss noch geklärt werden. Wir konnten jedoch beobachten, dass Mikrotubuli bei defekten Mitochondrien zu einer bestimmten Region zusammenlaufen. Sie scheinen also die Ansammlung von Endosomen im perinukleären Bereich zu fördern“, erklärt der Forscher.
Untersuchungen scheinen auch zu zeigen, dass die Ansammlung von Endosomen in der Nähe des Zellkerns den Proteintransfer verlangsamt. Dieses Phänomen ist keineswegs trivial, sondern hat das Potenzial, die Gesamtfunktion der Zelle zu beeinträchtigen.
„Sie sollten wissen, dass Zellen über einen Abwehrmechanismus gegen interne Funktionsstörungen verfügen. Allerdings kann es auf lange Sicht zu einer Schwächung kommen; In diesem Fall führt die Zelle nach und nach eine Apoptose durch und stirbt ab“, bemerkt Anjali.
„Das Ziel meiner Forschung ist es herauszufinden, wie man die Durchblutung innerhalb der Zellen möglichst flüssig hält. Dadurch würden wir nicht nur unser grundlegendes Verständnis der Zellbiologie verbessern, sondern auch neue Technologien und Therapieansätze zur Behandlung gesundheitlicher Probleme entwickeln“, so das Fazit der Studentin.
Das von Anjali aufgenommene Foto ist einer der 20 Finalisten des Wettbewerbs Wissenschaft ausgesetzt 2024, organisiert vom Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC). Die UQTR-Community ist eingeladen, in der Kategorie „Publikumspreis“ ihre Stimme abzugeben. Der Wettbewerb endet am 22. September.
ABSTIMMUNG
