Zelluläre Logistik
Transportprozesse zwischen Zellkern und Zytoplasma sind lebensnotwendig für sämtliche eukaroytischen Lebewesen. Durch diese Transportprozesse werden der Zellkern mit Proteinen und das Zytoplasma mit tRNAs, mRNAs sowie Ribosomen versorgt. Sämtlicher Kern-Transport erfolgt durch Kernporenkomplexe, die als hochselektive "Schleusen" zwischen den beiden Kompartimenten angesehen werden können. Kernporen sind sehr permeabel für kleine Moleküle. Makromoleküle können die Kernporen aber nur effektiv passieren, wenn sie zuvor von Importinen bzw. Exportinen als Import- bzw. Exportsubstrate erkannt wurden.
Die wesentlichste Fragestellung der Abteilung ist die Frage, warum Kernporen einerseits eine strikte Barriere darstellen, die ein Vermischen von Kerninhalt und Zytoplasma verhindert, aber andererseits selbst sehr große Importin- und Exportin-Komplexe so schnell passieren lässt, dass die Diffusion zu den Poren geschwindigkeitsbestimmend wird. Im Zentrum dieses Phänomens steht die Permeabilitätsbarriere der Kernpore, deren bisher einzigartigen Eigenschaften wir durch eine Kombination von biochemischen, biophysikalischen und physiko-chemischen Methoden untersuchen. Darüber hinaus beschäftigen uns die Fragen, wie Importine und Exportine ihre Transportsubstrate erkennen und von den ≈30.000 anderen Proteinen einer Zelle unterscheiden und wie Kernporenkomplexe in die Doppelmembran der Kernhülle eingebaut werden.
Pressemitteilungen & Neues aus der Forschung
Ob Mensch oder Fliege: Muskeln sind unverzichtbar, damit sich ein Lebewesen bewegen oder das Blut in dessen Körper transportiert werden kann. Die kleinste krafterzeugende Einheit in allen Muskeln ist das Sarkomer. Seine Länge ist in Säugetieren genau festgelegt. Ein internationales Forschungsteam hat jetzt nachgewiesen, dass dieses Prinzip auch für die Insektenwelt gilt: Die Länge von Sarkomeren ist in der Fliege auf ganz ähnliche Weise definiert.
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Die World Laureates Association (WLA) zeichnet hiermit die maßgeblichen Entdeckungen des Direktors unseres Instituts auf dem Gebiet der zellulären Logistik aus. Er habe eine Schlüsselrolle dabei gespielt, die Prinzipien des Transports zwischen dem Zellkern und dem Zytoplasma aufzuklären, betonte das Preiskomitee. Die Auszeichnung ist mit 10 Millionen Chinesischen Yuan (rund 1,4 Millionen Euro) dotiert und wurde am 6. November auf dem 5. WLA-Forum in Shanghai überreicht.
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Logistik auf kleinstem Raum: Transportprozesse zwischen Zellkern und ZytoplasmaDer Zellkern verfügt über keine eigene Proteinsynthese, sondern importiert alle benötigten Proteine aus dem Zytosol. Umgekehrt versorgt er das Zytosol mit Ribosomen, mRNAs und tRNAs. Sämtlicher Kern-Zytoplasma-Transport wird durch die Permeabilitätsbarriere der Kernporen kontrolliert. Diese Permeabilitätsbarriere ist ein „intelligentes“ Hydrogel mit erstaunlichen Materialeigenschaften. Es unterdrückt den Durchtritt von inerten Makromolekülen, erlaubt aber einen bis zu 20.000fach schnelleren Einstrom derselben Moleküle, wenn diese an einen passenden Kern-Transport-Rezeptor gebunden sind.
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