Mittwoch, 29. April 2015

Jenseits der Gene: Auch Zentriolen könnten biologische Informationen übertragen


Zentriolen unter dem Elektronenmikroskop. | Copyright: Pierre Gönczy/EPFL

Lausanne (Schweiz) - Wissenschaftler haben entdeckt, dass bestimmte Zellstrukturen - sogenannte Zentriolen - als Träger biologischer Informationen von einer Zellgeneration zur nächsten wirken könnten. Die Entdeckung wirft die Frage auf, ob biologische Information auch anders als durch Gene alleine übertragen werden können. Dies käme einem Paradigmenwechsel im Wissen über die Weitergabe biologischer Informationen gleich.

Bei Zentriolen handelt es sich um zylinderförmige und aus unterschiedlichen Proteinen bestehende Strukturen (s.Abb.), die sich in vielen lebenden Zellen befinden. Sie sind ca. 1/2000 mm groß und bilden zusammen mit der sog. perizentriolaren Matrix das Zentrosom. Ihre bislang einzige bekannte Aufgabe ist es, während der Zellteilung sicherzustellen, dass die Chromosomen in der richtigen Art und Weise an neue Tochterzellen weitergegeben werden.


Wie die Forscher um Pierre Gönczy vom Swiss Institute for Experimental Cancer Research an der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) aktuell im Fachjournal "Cell Research" (DOI: 10.1038/cr.2015.49) berichten, konnten sie in ihren Untersuchungen zeigen, dass ursprüngliche Zentriolen einer befruchteten Eizelle, wie sie nur vom Vater stammen, sich über Dutzende von Zellteilungen während der Entwicklung des Embryos erhalten hatten.


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Aus der erstaunlichen Beobachtung leite sich die Möglichkeit ab, dass Zentriolen möglicherweise non-genetische Träger von (Erb-)Informationen sind. Bestätigt, hätte diese Erkenntnis grundlegende Auswirkungen für unser Verständnis von Biologie und der Behandlung von Krankheiten, so die Forscher und käme einem Paradigmenwechsel in unserem Verständnis über die biologischen Vorgänge von Organellen gleich.

"Zentriolen wurden bislang lediglich als etwas betrachtet, dass die Entwicklung des Embryos in Gang bringt", erläutert Gönczy. "Unsere Ergebnisse zeigen nun jedoch, dass Zentriolen eine wichtige Rolle für die Weitergabe von Informationen haben können, die wiederum eine wichtige Rolle bei der frühen embryonalen Entwicklung spielen."


Zudem gibt es eine ganze Vielzahl von Krankheiten die mit Zentriolen in Verbindung gebracht werden. So zeigt die aktuelle Studie beispielsweise anschaulich, wie fehlfunktionale Zentriolen des Vaters, direkt an den Embryo weitergegeben werden können. Bestätigen sich die Beobachtungen der Mediziner, so könnten sich daraus gänzlich neue Behandlungsmethoden derartiger Krankheiten ableiten lassen.


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