Diese in Science veröffentlichte Entdeckung zeigt, dass der Teilungsprozess nicht zwangsläufig eine sphärische Form voraussetzt. Zellen zeigen viel vielfältigere Verhaltensweisen, die von ihrer ursprünglichen Morphologie beeinflusst werden.
Die Zellform als Schlüsselfaktor für asymmetrische Teilung
Beobachtungen zeigen, dass kurze, breite Zellen dazu neigen, sich zu runden, bevor sie sich in zwei identische Zellen teilen. Im Gegensatz dazu behalten längliche Zellen ihre Form und produzieren Tochterzellen unterschiedlicher Größe und Funktion.
Diese Asymmetrie, die früher nur mit Stammzellen in Verbindung gebracht wurde, spielt offenbar eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Geweben und Organen. Die Forscher beobachteten dieses Phänomen bei Endothelzellen von Zebrafischen, die für das Wachstum von Blutgefäßen essenziell sind.
Im Labor reproduzierte das Team diese asymmetrischen Teilungen, indem es die Form menschlicher Zellen künstlich veränderte. Dieser als „Micropatterning“ bezeichnete Ansatz bestätigt, dass die Elternmorphologie den Teilungstyp bestimmt.
Formveränderungen von Zellen vor der Teilung beeinflussen, wie sie sich teilen. Wenn sich eine Zelle beispielsweise durch Bewegung oder auf einem strukturierten Substrat verlängert, wechselt sie in einen sogenannten isomorphen Teilungsmodus. Dabei behält sie ihre Asymmetrien in Form und Inhalt während der gesamten Mitose bei. Dies verbindet die Interphase-Form direkt mit dem Auslösen einer symmetrischen Zellteilung.
Bedeutende Implikationen für Medizin und Forschung
Diese Ergebnisse könnten die Mechanismen der Krebsprogression beleuchten, bei denen asymmetrische Teilungen die Ausbreitung von Tumorzellen begünstigen. Sie eröffnen auch neue Ansätze in der regenerativen Medizin, indem sie eine bessere Kontrolle der Zelldifferenzierung ermöglichen.
Die verwendete UV-Laser-Technik bietet eine bisher unerreichte Präzision bei der Manipulation von Zellformen. Dieser Fortschritt könnte helfen, gezielte Therapien zu entwickeln, indem er das Schicksal der Tochterzellen steuert.
Die Forscher planen nun, weitere Zelltypen zu untersuchen, um das Ausmaß dieses Phänomens zu bestimmen. Eine Überarbeitung der Lehrbücher scheint unausweichlich.