Cytoskelett von Körperzellen verändert sich in Schwerelosigkeit

James Tabony und Kollegen vom französischen Commisariat à l'Energie Atomique (CEA) haben Hinweise dafür gefunden, wie New Scientist vom 12.7. berichtet, dass die Zellen von Säugetieren in der Schwerelosigkeit ihre Form verändern.

Zellen besitzen ein Cytoskelett, durch das sie ausgespannt und stabilisiert werden. Wichtig ist es auch zur Bewegung und Teilung der Zelle. Das Cytoskelett besteht aus fädig ausgespannten Proteinstreben, den sogenannten Filamenten, zu denen neben den Mikrofilamenten und Intermediärfilamenten auch die Mikrotubuli gehören. Mikrotubuli sind gerade, hohle Stäbe, die aus dem Protein Tubulin bestehen.

Die Wissenschaftler haben zunächst beobachtet, dass dann, wenn man eine kalte Lösung von Tubulin, das von Säugetieren stammt, zusammen mit energieliefernden GTP-Molekülen (Guanosin-Triphosphat) 6 Minuten lang auf Körpertemperatur erwärmt, sich die Mikrotubuli in Form von unterschiedlichen Streifen anordnen. Auffällig dabei ist, dass sich diese Streifen in einem rechten Winkel zur Schwerkraft positionieren. Bei einem weiteren Experiment setzten die Wissenschaftler die Lösung während 13 Minuten der Schwerelosigkeit bei einer Mission der ESA aus und stellten fest, dass die sich bildenden Mikrotubuli in allen Richtungen angeordnet waren, während andere Proben in einer Zentrifuge geschleudert wurden, dabei aber die üblichen Streifen bildeten. Nach Tabony zeigt dieses Experiment, dass die Schwerkraft die Musterbildung bewirkt.

Ähnliche Beobachtungen hatte bereits Marian Lewis von der University of Alabama bei weißen Blutzellen gemacht, die bei einer Space Shuttle Mission der Schwerelosigkeit ausgesetzt wurden: "Normalerweise bilden die Mikrotubuli lange, gerade Fasern, die strahlenförmig auf die Zellmembrane ausgerichtet sind", zitiert New Scientist Lewis. Nach einem Tag in der Umlaufbahn aber zeigten sie in beliebige Richtungen. Ein anderes Ergebnis war, dass möglicherweise bei Lymphozyten, die der Schwerelosigkeit ausgesetzt wurden, Gene aktiviert werden, die das Sterben von Zellen bewirken.

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Für Tabony jedenfalls können die Befunde manche der Körperprobleme wie ein mangelhaft arbeitendes Immunsystem erklären, die bei Menschen auftreten, die sich im Weltraum aufhalten. "Langfristig oder über Generationen hinweg", so Talbony, "würden wir, wie ich glaube, überhaupt nicht mehr gut beieinander sein."