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Wandernde Zellen

Unsere Körperzellen können ihre Form verändern und sich aktiv fortbewegen. So wandern beispielsweise bestimmte Immunzellen durch unser Gewebe, um Krankheitserreger aufzuspüren und zu bekämpfen.

Möglich macht das unter anderem ein dynamisches Gerüst aus Proteinen, das sogenannte Zytoskelett. Doch wann ist diese Fähigkeit im Laufe der Evolution entstanden?

Neue Erkenntnisse liefert eine Studie über die sogenannten Asgard-Archaeen. Diese einzelligen Mikroorganismen gehören zu den Archaeen, die neben Bakterien und Eukaryoten eine der drei großen Reiche des Lebens bilden.

Genetisch stehen Asgard-Archaeen den Eukaryoten, zu denen auch wir Menschen zählen, besonders nahe. Deshalb sind sie für die Erforschung der Entstehung komplexer Zellen von großer Bedeutung.

Bereits bekannt war, dass Asgard-Archaeen Gene für Proteine besitzen, die auch am Zytoskelett unserer Zellen beteiligt sind. Ein internationales Forschungsteam aus Österreich, Deutschland und Japan untersuchte nun zwei Vertreter dieser Gruppe mithilfe von Lebendzellmikroskopie, um ihre Beweglichkeit genauer zu erforschen.

Dabei beobachteten die Forschenden, wie die Archaeen lange, dünne Zellfortsätze ausbildeten, die sich innerhalb weniger Minuten verlängerten, verzweigten und wieder zurückzogen.

Mithilfe dieser Fortsätze konnten sie sich aktiv über Glasoberflächen bewegen. Teilweise hefteten sich die Fortsätze am Untergrund fest und zogen anschließend den Zellkörper nach.

Weitere Experimente zeigten, dass dabei ein Aktin-ähnliches Protein namens Lokiactin eine zentrale Rolle spielt. Wurde dessen Funktion durch bestimmte Wirkstoffe gestört, kamen die Zellen zum Stillstand.

Diese Entdeckung ist tatsächlich für das Verständnis der Evolution interessant.

Nach gängigen Modellen entstanden die ersten Eukaryoten aus einer engen Verbindung zwischen einem archaeellen Vorfahren und einem Bakterium, das innerhalb dessen lebte. Aus diesem „einverleibten“Bakterium entwickelten sich dann die Mitochondrien (Endosymbiontentheorie).

Die Fähigkeit, bewegliche Zellfortsätze auszubilden, könnte bereits bei diesem archaeellen Vorfahren vorhanden gewesen sein.

Wie diese Verbindung vor rund zwei Milliarden Jahren tatsächlich entstand, ist bis heute ungeklärt. Die neuen Beobachtungen legen jedoch nahe, dass schon die archaeellen Vorfahren unserer Zellen bewegliche Fortsätze besaßen, mit denen sie möglicherweise auch Kontakt zu anderen Mikroorganismen aufnehmen konnten.

Quelle:
Radler et al. (2026), Nature
“Dynamic protrusions mediate crawling motility in Asgard archaea”

doi.org/10.1038/…

Tip: Videos im supplementary material