Körperzellen brauchen den richtigen Zinkspiegel

Zink ist für viele Körperfunktionen unerlässlich – für das Zellwachstum, die Bildung von DNA, für das Immunsystem, als Bestandteil von Proteinen und vieles mehr. Über die genaue Wirkungsweise weiß die Wissenschaft jedoch erstaunlich wenig. Die Rolle von Zink bei der Zellteilung konnte ein Forschungsteam der Universität Colorado nun mit Hilfe von speziell entwickelten Sensoren aufklären, die ihre Farbe ändern, sobald sie an Zink binden. Auf diese Weise stellte das Team fest, dass die Zellvermehrung stoppt, wenn der Zinkspiegel zu hoch oder zu niedrig ist. Dabei wurde auch ein Phänomen entdeckt, das die Forschenden als „Zinkpuls“ bezeichnen: Unmittelbar nach der Zellteilung kommt es zu einem vorübergehenden Anstieg des Zinkspiegels, der nach etwa einer Stunde wieder abfällt.

Prof. Amy Palmer sagte: „Diese Fluoreszenzsensoren waren ein großer Durchbruch, weil sie es uns ermöglichten, Zink in einzelnen Zellen über viele Stunden hinweg zu messen. Wir können zusehen, wie sich die Zelle auf die Teilung vorbereitet, wie sie sich teilt und wie die beiden Tochterzellen denselben Prozess durchlaufen.“ Das Besondere dabei ist, dass die Sensoren die normalen Vorgänge der Zellen nicht stören.

Die neue Technologie erlaubt, auch andere Zinkwirkungen genauer zu erforschen. Etwa 17 Prozent  der Weltbevölkerung hat einen teils erheblichen Zinkmangel, der unter anderem das Wachstum und die Entwicklung bei Kindern stören kann und die Immunfunktion und die Wundheilung beeinträchtigt. Möglicherweise spielt hier der Zinkpuls eine Rolle, denn ohne ihn teilen sich Zellen nicht. „Wir wissen noch nicht genau, warum das passiert, aber wir vermuten, dass die beiden neuen Tochterzellen für ihr Wachstum viel Zink benötigen. Wenn sie diesen Puls nicht haben, können sie nicht weitermachen und müssen pausieren“, erläuterte Palmer.

Quelle: DOI 10.1016/j.celrep.2023.112656