Promotionsvortrag von Anne Paeger

Der Ursprung zellulärer Erregbarkeit ist bis heute noch nicht eindeutig geklärt. Es wird vermutet, dass die nichtlineare Reiz-Antwort-Kurve erregbarer Zellen, die sich in Alles-oder-Nichts-Pulsen (Aktionspotentialen) manifestiert, auf einen Phasenübergang in der Zellmembran und nicht auf ein rein molekulares Phänomen zurückzuführen ist. Tatsächlich wurden bereits in wenigen Studien mit erregbaren Zellen typische Spuren von Übergängen gefunden. Ob diese Befunde allgemeiner Natur sind, müssen weitere Ergebnisse zeigen. In dieser Arbeit werden Zustandsdiagramme der Zellmembran intakter, beweglicher Exemplare des ”schwimmenden Neurons” Paramecium gemessen. Dazu wurden einzelne Zellen in einem mikrofluidischen Kanal eingefangen und fluoreszenzspektroskopisch untersucht. Die thermooptischen Zustandsdiagramme zeigten sigmoidale und bruchartige Regime, die klare Hinweise auf einen reversiblen Übergang in den kortikalen Zellmembranen sind. Dieser Übergang hatte eine Breite von ∼ 10 − 15 ∘C und einen Mittelpunkt, der ∼ 4 ∘C unterhalb der Wachstumstemperatur lag. Er kann aufgrund von Änderungen der Wachstumstemperatur oder durch Zugabe eines Anästhetikums (Hexanol) verschoben werden. Diese Ergebnisse legen nahe, dass sich die kortikale(n) Membran(en) von Paramecien unter physiologischen Wachstumsbedingungen im Bereich eines Phasenübergangs befinden.

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