Wie die Verteidiger einer mittelalterlichen Burg können sich Zellen gegen eindringende Bakterien wehren: Sie entleeren toxischen “zellulären Müll” an der Einbruchstelle, um die Bakterien abzuschrecken. Gleichzeitig wird dabei die beschädigte Zellhülle repariert. Das berichten Wissenschaftlerinnen der Yale University im Fachblatt Cell.
Ausgangspunkt für die Arbeit von Norma Andrews und ihren Mitarbeiterinnen war die Frage, wie Bindegewebszellen Schäden an ihrer Außenmembran reparieren. Solche Schäden können durch Verletzung, Überbelastung oder Infektion entstehen.
Die Forscherinnen wiesen erstmals nach, dass so genannte Lysosomen dabei eine wesentliche Rolle spielen. Lysosomen sind gleichzeitig Mülleimer und Verdauungsorgan der Zelle. Die mit einer eigenen Membran vom Plasma abgegrenzten Vesikel nehmen schädliche Stoffwechselprodukte und Fremdkörper auf, um sie durch Verdauungsenzyme abzubauen.
Wird die Zellhülle verletzt, werden zunächst Kalziumionen ausgeschüttet. Diese binden an Membranproteine der Lysosomen und ermöglichen eine Bindung an den beschädigten Teil der Zellmembran. Dadurch wird der Defekt repariert und gleichzeitig der Inhalt der Lysosomen nach außen abgegeben. Der Zweck dieser Freisetzung toxischer Substanzen besteht darin, potentielle Eindringlinge von weiteren Einbruchversuchen abzuhalten.
Eine intakte Plasmamembran ist für jede Zelle lebensnotwendig. Schäden müssen innerhalb von Sekunden repariert werden, um ein Ausfließen des Zellinhalts zu verhindern.
Joachim Czichos
