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Medizin

Wozu Toll-Rezeptoren dienen

Mittwoch, 31. Oktober 2012

Kiel – Ein Wissenschaftsrätsel haben Forscher der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) gelöst. In den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) berichten sie, welche Aufgabe die sogenannten Toll-Rezeptoren in der Evolution gehabt haben. Seit über 25 Jahren untersuchen Forschende aus Medizin und Biologie diese Zellrezep­toren, die entweder zuerst der Immunabwehr oder der Entwicklungssteuerung dienten (doi/10.1073/pnas.1213110109).

Toll-Rezeptoren kommen in allen Tieren und auch beim Menschen vor. Wie bedeutsam Forschung an Toll-Rezeptoren ist, zeigen mehrere Nobelpreise zum Thema. 1985 wurden die Toll-Rezeptoren erstmals bei Forschungen an der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) entdeckt und ihre Rolle in der Embryonalentwicklung des Insekts nachgewiesen. Geehrt wurde diese Entdeckung 1995 mit der Vergabe des Medizin-Nobelpreises an Christiane Nüsslein-Volhard, Edward Lewis und Eric Wieschaus.

Die Toll-Rezeptoren gerieten erneut in den Fokus der Wissenschaft, als ihnen sowohl in der Fliege als auch in den evolutionär jüngeren Wirbeltieren entscheidende Funktionen in der Erkennung von Krankheitserregern zugeordnet werden konnten. Für diese Arbeiten wurde 2011 der Medizin-Nobelpreis an die Biologen Jules Hoffmann, Bruce Beutler und Ralph Steinmann vergeben.

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Wissenschaftlich stellte sich die Frage, welche Funktion – Embryonalentwicklung oder Immunbiologie – im Laufe der Evolution zuerst entstand. Um diese Frage zu lösen, untersuchten Forschende des Instituts für Zoologie der CAU und des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön die Funktion von Toll-Rezeptoren in einer evolutionär besonders alten Tiergruppe, den mehr als 600 Millionen Jahre alten Nesseltieren.

Die Forscherinnen und Forscher verglichen dabei unter anderem die Anfälligkeit von normalen und genetisch veränderten Nesseltieren gegenüber Krankheitserregern und ihre Besiedelung mit gutartigen Bakterien. Die Studien lieferten deutliche Hinweise, dass die Toll-Rezeptoren bereits bei Nesseltieren die immunologische Funktion aufweisen, während die entwicklungsbiologische Funktion ein Charakteristikum der stammes­geschichtlich jüngeren Insekten zu sein scheint.

„Wir konnten mit unseren Untersuchungen an Nesseltieren (Cnidaria) zeigen, dass Toll-Rezeptoren bereits in einer sehr alten Tiergruppe für die Immunabwehr wichtig sind und dass Nesseltiere daher stellvertretend für den Menschen hinsichtlich Toll-Rezeptoren untersucht werden können“, sagte Thomas Bosch, Direktor am Zoologischen Institut und Leiter der Studie. Medizinisch interessante Fragen zu den Toll-Rezeptoren, die nicht direkt am Menschen untersucht werden können, könnten Wissenschaftler künftig an Nesseltieren als Modellorganismen beforschen. © hil/aerzteblatt.de

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