Max-Planck-Forscher untersuchen Hydrogele

Gel regelt das Tempo in der Zelle

göttingen. In Form von Gummibärchen kennt sie jeder: Hydrogele, die aus vernetzten Polymeren bestehen, können ein Vielfaches ihres Gewichts an Wasser einlagern. Hydrogele machen Kontaktlinsen verträglich und helfen in Wundauflagen zu heilen. Intelligente Hydrogele sind aber auch ein wichtiger Bestandteil unserer Körperzellen. Das haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen herausgefunden.

Die Hydrogele halten die Barriere zwischen Zellkern und Zytoplasma aufrecht und wirken dabei wie Siebe, die den Stoffaustausch kontrollieren. Der Zellkern – Speicher unseres Erbguts und Kommandozentrale der Zelle – ist streng bewacht. Seine Kernhülle verhindert, dass sich Moleküle unerwünscht Zutritt verschaffen oder den Kern unkontrolliert verlassen. Allerdings ist der Kern auf Proteine angewiesen, die im Zytoplasma hergestellt werden – sei es für das Kopieren von Genen oder die Reparatur von Schadstellen in unserem Erbgut.

Umgekehrt könnte kein einziges Protein ohne den Bauplan aus dem Kern gebaut werden. Der dazu nötige Frachtverkehr gleicht der Rushhour einer Großstadt. In jeder Minute werden Millionen Zellbausteine hin und her transportiert. Im Versuch stellten die Forscher fest, wie dabei die Barriere aus einem intelligenten Hydrogel funktioniert: Einzelne Maschen im Gel werden so kurzzeitig geöffnet, dass bestimmte Shuttle-Proteine samt Fracht passieren können. Unmittelbar danach schließen sich die Maschen wieder.

Die Experimente beantworten nicht nur eine grundlegende Frage der Zellbiologie. Die Erkenntnisse der Forscher könnten auch dazu beitragen, neue Materialien für die Biotechnologie oder Medizintechnik zu entwickeln. (shx)

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