Wichtiges Protein für Muskelentwicklung

Muskelzellen entstehen aus fortgeschrittenen Zellen, die Myoblasten genannt werden. Myoblasten suchen nach anderen Myoblasten und heften sich aneinander. Im Endstadium der Muskelfaserentwicklung öffnen sich die Zellmembranen der aneinander gehefteten Myoblasten, die miteinander verschmelzen und eine große, vereinte Zelle bilden.

Wie die Zellmembrane miteinander verschmelzen, war bisher ein Geheimnis geblieben. Das Zellensystem zur Identifizierung anderer Myoblasten und zur Aneinanderhaftung besteht aus Proteinmolekülen, die durch die äußere Zellmembran eindringen, indem sie an einem Ende nach draußen zeigen und am anderen Ende in den Körper der Zelle hineinreichen. Diese Erkennungsproteine heften die Zellen aneinander.

Wissenschaftler entdeckten, dass ein Protein namens WIP, das sich an die Innenseite des Myoblast-Erkennungsproteins anheftet, eine Schlüsselrolle in der Muskelzellenfusion spielt. WIP kommuniziert zwischen dem Erkennungsprotein und dem inneren Skelett der Zelle, das aus starken, elastischen Fasern aus einem Protein namens Aktin besteht. Das skelettale Aktin setzt Kraft an den angrenzenden Zellmembranen ein, öffnet und vergrößert Löcher, die dann eine Zellverschmelzung ermöglichen.

Das Weizmann-Institut-Team fand heraus, dass das WIP-Protein durch ein externes Signal aktiviert wird, sobald die Myoblasten einander identifizieren und sich aneinander heften. Erst wenn es dieses Signal erhält, hängt WIP die Aktinfasern in dem Skelett an das Myoblast-Erkennungsprotein an, das die Fortsetzung der Zellverschmelzung erlaubt.

Um die Rolle von WIP eingehender zu prüfen, haben die Wissenschaftler das Gen entfernt, das zu seiner Produktion verantwortlich ist. In Fliegen, die dieses Protein nicht produzierten, wurden auch keine Muskelfasern gebildet. Myoblasten mit WIP-Mangel haben sich zwar weiterhin gegenseitig erkannt und sich aneinander geheftet, aber es ereignete sich keine Verschmelzung über die Zellmembrane und es entstanden auch keine Muskelfasern mit mehreren Zellkernen.

MEDICA.de; Quelle: Weizmann Institut