Konstanzer Wissenschaftler haben ein Molekül entdeckt, das die Regeneration von amputierten Körperteilen steuert. Die Fähigkeit, Körperteile zu regenerieren, ist im Tierreich weit verbreitet. Warum Menschen die Gabe zur Regeneration verloren gegangen ist, bleibt in der Wissenschaft offen. Biologen der Universität Konstanz http://www.uni-konstanz.de konnten nun anhand des Zebrafisches erstmalig den regulierenden Einfluss von Retinsäure auf Regenerationsprozesse bei Tieren aufzeigen.
Schwanzflosse bildet sich
„Der Zebrafisch ist ein Modellorganismus“, sagt Studienleiter Gerrit Begemann gegenüber pressetext. „Zebrafische sind Meister auf dem Gebiet der Regeneration, denn ihre Selbstheilungskräfte sind ausgezeichnet: Nicht nur die Flossen, auch der Herzmuskel und andere Organe wachsen nach ihrer Verletzung wieder nach“, beschreibt Begemann. Als nicht lebenswichtiges Organ eigne sich die Schwanzflosse gut, um die molekularen Mechanismen der Regeneration zu untersuchen.
Nicola Blum, Doktorandin in Begemanns Arbeitsgruppe, gelang es erstmals zu zeigen, dass Retinsäure für die Regeneration der Schwanzflosse im Zebrafisch unerlässlich ist. Retinsäure wird von Körperzellen der Tiere und des Menschen aus dem Vitamin A produziert. Über die Säure ist bekannt, dass sie gezielt bestimmte Gene aktivieren kann.
Bei einem Zebrafisch verhält sich die Regeneration folgendermaßen: Bevor eine verletzte Flosse regeneriert wird, wird die Wunde zunächst durch ein mehrschichtiges Wundepithel verschlossen. Gleichzeitig verlieren die Zellen im darunterliegenden Stumpf ihre Identität als ausdifferenziertes Gewebe. Sie bilden einen Verband von Zellen, die sich sehr schnell teilen. Dieser Zellverband wird als Blastema bezeichnet und entsteht ausschließlich in regenerierenden Organen.
Retinsäure als Schlüssel
Die Konstanzer Forscher konnten zeigen, dass bei Fischen, in denen Retinsäure durch einen genetischen Trick abgebaut wird, die Bildung des Blastemas verhindert wird. Die Konstanzer Forscher stellten die Theorie auf, dass das Molekül das Wachstum des Blastemas ermöglicht. Diese Vorhersage konnten sie bestätigen: Eine künstliche Steigerung der Retinsäurekonzentration erhöhte zugleich auch die Rate der Zellteilungen im Blastema. Somit scheint Retinsäure auch bei der Regeneration anderer Organe ein notwendiger wachstumsfördernder Faktor zu sein. Denn ohne Retinsäure starben die sich teilenden Zellen des Blastemas innerhalb weniger Stunden ab.
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Zebrafisch: Heilt sich mit Retinsäure (Foto: uni-konstanz.de)