Die menschlichen Zellen sind ein großes Wunder, das auch heute nicht vollständig erforscht ist. Erst seit etwa zehn Jahren ist bekannt, dass in der Zelle auch kleine zelluläre Tröpfchen wirken, sogenannte biomolekulare Kondensate. Forschenden aus dem sächsischen Freiberg ist jetzt hier ein bedeutender weiterer Schritt gelungen. Sie konnten zeigen, wie die zellulären Tropfen innerhalb der Zelle in Membranen eindringen und diese aufteilen können – auch ohne die Hilfe von Proteinen wie bisher angenommen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "Nature" veröffentlicht.

"Wir konnten zeigen, dass die Kondensate Membranen allein durch ihre Oberflächenspannung und die Einwirkung von Kapillarkräften teilen können", erklärte Professor Sebastian Aland von der TU Freiberg. Dafür entwickelte der Mathematiker eine Simulationstechnik, mit der er die Ergebnisse vorheriger Experimente bestätigte und sichtbar machte. "Erst dank dieser weltweit ersten Simulationen kann bestätigt werden, dass auch der letzte Schritt der Membranabschnürung vom Tröpfchen allein bewältigt werden kann – und zwar in Bruchteilen von Sekunden."

Vorher hatten Freiberger Forschende mit Kolleginnen und Kollegen aus Berlin, London, Peking, Tokio und Hongkong untersuchte, wie genau die Kondensate mit den Zellmembranen interagieren. "Wie ein Wassertropfen auf einer Glasscheibe legt sich das Kondensat auf die Membran. Da Membranen im Gegensatz zu Glas sehr weich sind, können sich die Kondensate und die Membran gegenseitig verformen. Stimmen die physikalischen Bedingungen, kann das Tröpfchen von der Membran umschlossen und schließlich abgespalten werden", erklärt Professor Roland Knorr von der HU Berlin und Koautor der Studie."

Biomolekulare Kondensate bestehen aus verschiedenen Molekülen und bilden Tröpfchen mit flüssigkeitsähnlichen Eigenschaften, die für Stressreaktionen und die Weiterleitung von Signalen in Zellen wichtig sind. Aus den Erkenntnissen könnten sich in Zukunft neue Möglichkeiten für medizinische Behandlungen ergeben, denn die biomolekularen Kondensate werden mit der Entstehung von Krankheiten, wie Alzheimer oder Krebs in Verbindung gebracht.

tomi/idw