Lausanne – Mehrzellige Lebewesen und die meisten Einzeller gewinnen ihre Energie aus der Zellatmung. In den meisten Fällen läuft sie in den "Kraftwerken" der Zellen, den sogenannten Mitochondrien, stufenweise ab. Wissenschafter der ETH Lausanne (EPFL) und der Universität Genf haben nun erstmals in lebenden Zellen beobachtet, wie die Mitochondrien das Erbgutmolekül RNA verteilen. Demnach sind die Moleküle in winzige Tröpfchen verpackt, eingebettet in einer Wolke aus Proteinen.

Hochauflösende Aufnahmen

Die RNA-Kügelchen sind kleiner als ein Tausendstel der Breite eines Haars. Wie die Forscher mittels hochauflösender Fluoreszenz- und Elektronenmikroskopie herausfanden, können sie miteinander verschmelzen und auseinanderbrechen. Weil sich die Membrane der Mitochondrien ständig verformen, verteilen sich die Tröpfchen entlang der Zellkraftwerke. Diese Erkenntnis gebe einen Einblick, wie die Mitochondrien die genetische Information zur Energiegewinnung in Zellen sicherstellen würden, sagte die EPFL-Biophysikerin Suliana Manley.

Die Mitochondrien enthalten ein eigenes, überwiegend von der mütterlichen Eizelle stammendes Erbgut. Es ist unabhängig vom Genom der menschlichen Zelle und nur etwa 16.000 Basenpaare lang. Zum Vergleich: Die DNA der menschlichen Zelle besteht aus drei Milliarden Basenpaaren.

Gefahr durch gestörte Mitochondrien

Besonders für Zellen, die viel Energie benötigen – etwa Nerven- und Muskelzellen – können gestörte Mitochondrien zu schweren Erkrankungen führen. Umso wichtiger sei es, die Funktion dieser Kraftwerke genau zu verstehen, so die Wissenschafter. Sie veröffentlichten ihre Arbeit im Fachmagazin "Nature Cell Biology". (red, APA, 5.10.2020)