Warum ist die Haut stark: Zellen Stick wie Klett

Wissenschaftler bekommen haben ihre besten Blick immer auf Interaktionen im Inneren menschlichen Hautzellen, ein Klettverschluss-ähnlichen Aufbau, der verbindet sie und macht die Haut stark während auch geschmeidig zu finden.

Das Zellinnere Bilder, gemacht mit einem neuen eine Technik namens Cryo-Elektron Tomographie, zeigen die Proteine verantwortlich für Zell-Zell-Kontakte zum ersten Mal.

"Dies ist ein echter Durchbruch in zweierlei Hinsicht", sagte Achilleas Frangakis des European Molecular Biology Laboratory. "Nie zuvor wurde es möglich, in drei Dimensionen zu einem Gewebe so nah in seiner nativen Zustand mit einer hohen Auflösung zu sehen. Wir sehen jetzt Angaben über das Ausmaß der wenigen Millionstel Millimeter. Auf diese Weise haben wir eine neue Sicht auf die Wechselwirkungen der Moleküle, die Zelladhäsion in Geweben zugrunde liegen – ein Mechanismus, der über Jahrzehnte diskutiert worden ist. "

Die Ergebnisse werden in der 6 Dezember-Ausgabe der Fachzeitschrift Naturebeschrieben.

Bislang basierte die einzige verfügbaren Informationen über Position und Interaktionen in einer Zelle ein Protein auf entweder lichtmikroskopische Bilder mit schlechter Auflösung oder Techniken, die Proteine aus ihrem natürlichen Umfeld zu entfernen. Elektronenmikroskopie erfordert normalerweise Gewebe beschichtet in Metall, eine Prozedur, die den natürlichen Zustand einer Probe stört oder mit Chemikalien behandelt werden.

Frangakis und seine Gruppe entwickelte eine Technik, die Zellen in ihrem natürlichen Zustand vor der Bildgebung mit einem Elektronenmikroskop sofort gefriert. Mit Cyro-Elektron Tomographie Bilder der unbehandelten Probe entnommen aus verschiedenen Richtungen und zusammengebaut in ein genaues 3-d-Bild von einem Computer.

Die Forscher Anwendung dieser Technik, um Proteine, die entscheidend für die Integrität der Gewebe und Organe wie Haut und Herz sind zu beobachten, sondern auch eine wichtige Rolle in der Zellproliferation. Diese Proteine, genannt Cadherine, in der Zellmembran verankert sind und miteinander bringen Zellen dicht beieinander und eng zu verknüpfen.

"Wir konnten sehen, dass die Interaktion zwischen zwei Cadherine direkt, und dabei zeigte sich die Stärke der menschlichen Haut, woher", sagt Ashraf Al Amoudi, wer das Werk in Frangakis Labor durchgeführt. "Der Trick ist, dass jedes Cadherin zweimal bindet: einmal an ein Molekül aus der nebeneinander gestellten Zelle und einmal zu seinen Nachbarn. Das System funktioniert ein bisschen wie spezialisierte Klettverschluss und knüpft sehr enge Kontakte zwischen den Zellen."

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