Schnelle zelluläre Reaktion und Anpassung an Schwerelosigkeit

Abstract

ZUSAMMENFASSUNGZelluläre Prozesse werden durch Änderungen der Gravitationskraft in vielfältiger Weise beeinflusst. In unseren Studien konnten wir in verschiedenen zellulären Systemen und in verschiedenen Forschungsplattformen (2D Klinostat, Parabelflüge, suborbitale Forschungsraketen, Internationale Raumstation) nachweisen, dass Reaktionen und Anpassungsprozesse bereits innerhalb von Sekunden bis Minuten nach Beginn der veränderten Schwerkraft auftreten. Diese schnellen Prozesse fanden sich in der Genexpression, der Zellzykluskontrolle, der Signaltransduktion, der Zytoskelettorganisation und des oxidativen Burst. Es stellt sich die Frage nach der Ursache der Transduktion einer unspezifischen Kraft in eine hochspezifische zelluläre Antwort, die in der Spezifität der zellulären Eigenschaften begründet liegen kann. Es ist denkbar, dass die Gravitationskraft der Erde die Chromatinarchitektur und deren Zugänglichkeit stabilisiert und eine homöostatische Bedingung für die Genexpression darstellt. Die Untersuchung mechanobiologischer Mechanismen der Genexpression in Schwerelosigkeit kann die Aufdeckung fundamentaler Prinzipien ermöglichen, wie mechanische Kräfte die Zellfunktion regulieren.