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Wissenschaftler demonstrieren neues Werkzeug zur lichtgesteuerten Manipulation von Zellen und Tieren
Der Botenstoff cAMP ist ein wichtiges Signalmolekül; er steuert grundlegende biologische Prozesse und ist vermutlich auch mitverantwortlich für kognitive Leistungen des Gehirns, wie Intelligenz und Gedächtnis. Eine internationale Forschergruppe hat jetzt eine neue Methode entwickelt, um diesen Botenstoff durch kurze Lichtblitze direkt in lebenden Zellen und Tieren zu erzeugen. Bei Fliegen lassen sich damit Verhaltensänderungen an- und wieder abschalten. Die besonders hohe zeitliche Auflösung dieses neuen Licht gesteuerten "Werkzeugs" sollte es ermöglichen, die Rolle von cAMP bei komplexen biologischen Fragestellungen, wie etwa den zellulären Vorgängen im Gehirn, besser zu verstehen, so die Wissenschaftler in ihrer aktuellen Publikation.
Um auf Veränderungen der äußeren Bedingungen reagieren zu können, müssen in einem Organismus verschiedene Signalketten geschaltet werden. Meist wird ein Signal zunächst von einem Rezeptor erkannt und dann über so genannte sekundäre Botenstoffe weitergeleitet. Dabei handelt es sich um kleine, wasserlösliche Moleküle, die sich durch Diffusion in Zellen leicht ausbreiten. cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat) ist ein solcher Botenstoff. Er überträgt beispielsweise das vom Stresshormon Adrenalin übermittelte Signal von der Plasmamembran einer Leber- oder Muskelzelle ins Zellinnere, wo es dann zur Mobilisierung von Traubenzucker kommt. Dabei ist Adrenalin nur eines von vielen Hormonen und anderen Signalmolekülen, die die cAMP-Produktion in Gang setzen. Denn cAMP beeinflusst Funktionen wie Herzschlag, Sekretion, Zellwachstum, und vermutlich auch Intelligenz und Gedächtnis und ist somit ein äußerst wichtiger Botenstoff. Um die Auswirkungen von cAMP zu erforschen, wäre es ideal, wenn sich der Botenstoff schnell und wiederholbar in der lebenden Zelle bzw. im lebenden Tier erzeugen ließe.
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