Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Pressemeldung Nr. 102/2017 vom 05.04.2017

Charakteristische Anordnung von Proteinen in der Niere reguliert den gezielten Ionentransport

Physiologische Gesellschaft wählt Kieler Studie zur Publikation des Monats


Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Professor Markus Bleich, Direktoriumsmitglied des Physiologischen Instituts der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), konnten kürzlich zum ersten Mal nachweisen, dass bestimmte Proteine in den Nierenkanälchen in einem charakteristischen Mosaik-Muster angeordnet sind. Diese Anordnung steuert den Rücktransport von unterschiedlichen Ionen aus dem Primärharn. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden in der renommierten Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) abgedruckt. Die Deutsche Physiologische Gesellschaft wählte die Veröffentlichung zur Publikation des Monats März.

Die Nieren sind komplexe Gebilde aus einem System von Nierenkanälchen und Nierenkörperchen, den sogenannten Nephronen. Die Nierenkörperchen filtern den Primärharn aus dem Blut. In den Nephronen werden dann wertvolle Stoffe aus dem Primärharn in den Kreislauf zurücktransportiert. Nicht benötigte Stoffe werden letztendlich als Urin ausgeschieden. In Zusammenarbeit mit Physiologinnen und Physiologen von der Charité Berlin untersucht die Arbeitsgruppe von Professor Bleich unter anderem die Funktion von einzelnen Proteinen der Claudin-Familie. Von ihnen ist bekannt, dass sie zusammen mit weiteren Proteinen zwischen den Zellen Kanäle für Ionen bilden.

„Unsere Ergebnisse zeigen, wie die Niere es schafft, bei der Rückgewinnung von Salzen aus dem Primärharn zwischen ganz unterschiedlichen Ionen wie Natrium und Magnesium zu unterscheiden“ sagt Arbeitsgruppenleiter Bleich. Mit Hilfe bestimmter Fluoreszenzmikroskopie-Techniken konnten die Forscherinnen Susanne Milatz und Nina Himmerkus der Kieler Arbeitsgruppe nun zum ersten Mal nachweisen, dass die Claudine cldn3, cldn10b, cldn16 und cldn19 im dicken aufsteigenden Teil der Henle-Schleife, einem Segment der Nephrone, in einem charakteristischen Mosaik-Muster vorkommen. Mit Hilfe weiterer elektrophysiologischer und mikroskopischer Techniken entdeckten sie, dass cldn3, cldn16, und cldn19 einen Komplex bilden, der hauptsächlich für die Rückgewinnung von Magnesium aus dem Primärharn zuständig ist, während cldn10b die Resorption von Natrium ermöglicht.

In weiterführenden Experimenten wollen die Kieler Physiologinnen und Physiologen nun untersuchen, wie Claudine in den anderen Nephronsegmenten zusammenwirken und wie sie gesteuert werden.

Originalpublikation:
Milatz S, Himmerkus N, Wulfmeyer VC, Drewell H, Mutig K, Hou J, Breiderhoff T, Müller D, Fromm M, Bleich M, Günzel D. Mosaic expression of claudins in thick ascending limbs of Henle results in spatial separation of paracellular Na+ and Mg2+ transport. PNAS. 2017 Jan 10;114(2): E219-E227; doi: 10.1073/pnas.1611684114

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Charakteristisches Mosaik-Muster im dicken aufsteigenden Teil der Henle-Schleife. Die Zellen, die das Nierenkanälchen umschließen (grüner Hintergrund), bauen entweder cldn10b (grünes Linienmuster) oder cldn3/cldn16/cldn19 (rotes Linienmuster) ein.
Foto/Copyright: Physiologisches Institut/CAU

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Kontakt:
Prof. Markus Bleich
Physiologisches Institut
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Text / Redaktion: Dr. Ann-Kathrin Wenke