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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 ≈30000 anderen Proteinen einer Zelle unterscheiden und wie Kernporenkomplexe in die Doppelmembran der Kernhülle eingebaut werden.


Pressemitteilungen & Neues aus der Forschung

Weniger Versuchstiere dank sekundärer Nanobodies

Antikörper sind aus biologischer Forschung und medizinischer Diagnostik nicht mehr wegzudenken. Sie herzustellen ist jedoch zeitintensiv, kostspielig und erfordert den Einsatz vieler Tiere. Wissenschaftler am MPI für biophysikalische Chemie haben nun mit sogenannten sekundären Nanobodies eine Alternative entwickelt, die die meistgenutzten Antikörper ersetzen und die Anzahl der Tiere in der Antikörper-Produktion drastisch reduzieren kann. mehr

<strong>Molekularer Lotse schafft verirrte Proteine auf schnellstem Wege aus dem Zellkern heraus </strong>

Hochselektive Tore in den beiden Hüllmembranen des Zellkerns – sogenannte Kernporen – überwachen, welche Moleküle in den Kern hinein dürfen und welche nicht. Wissenschaftler um Dirk Görlich und Henning Urlaub am MPI für biophysikalische Chemie haben herausgefunden, dass dieser Sicherheitscheck an der Kernpore weniger zuverlässig ist als bisher gedacht. Ein molekulares Shuttle-Protein namens CRM1 erkennt, welches Protein nicht in den Kern hineingehört und lotst dieses auf schnellstem Weg wieder aus dem Zellkern heraus. mehr


Yearbook Article (2009)
Logistik auf kleinstem Raum: Transportprozesse zwischen Zellkern und Zytoplasma
Der 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. mehr
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