So haben Stanford-Wissenschaftler die Geschwindigkeit des Todes gemessen

Wie schnell bewegt sich der Tod? Nein, es ist kein Rätsel, sondern eine echte, ehrliche Frage, die von Forschern der Stanford University untersucht wurde. Zum ersten Mal konnten Wissenschaftler die Geschwindigkeit beobachten, mit der sich der Tod in einer Zelle ausbreitet, sobald die sogenannte „Triggerwelle“ zur Selbstzerstörung eingeleitet wurde. Ihr Fazit? Der Tod bewegt sich etwa 30 Mikrometer pro Minute.

„Triggerwellen werden gerade jetzt als wiederkehrendes Thema in der Zellregulation anerkannt“ James Ferrell, Professor für Chemie- und Systembiologie und Biochemie an der Stanford University, sagte gegenüber Digital Trends.

Für ihre Studie verwendeten die Forscher Zytoplasma, die Flüssigkeit im Inneren einer Zelle, die aus Froscheiern entnommen wurde. Dieses wurde dann in mehrere Millimeter lange Teflonröhrchen gegeben, woraufhin der molekulare „Todessignal“-Apoptoseprozess des Zelltods eingeleitet wurde. Mithilfe einer Fluoreszenztechnik, die mit der Aktivierung der Apoptose verbunden ist, gelang es den Forschern um zu beobachten, wie sich die durch Fluoreszenz gekennzeichnete Selbstzerstörung der Zelle über die gesamte Länge bewegte Rohr.

„Idealerweise möchte man die Experimente in echten Zellen durchführen“, fuhr Ferrell fort. „Allerdings gibt es dabei ein Problem: Die meisten Zellen sind zu klein, um die Unterscheidung [offensichtlich] zwischen einem Auslöser zu machen Welle, bei der sich die Wellenfront mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, und Random-Walk-Diffusion, bei der es umso langsamer wird, je weiter man geht du gehst."

Die Forscher untermauerten ihre Beobachtungen zusätzlich, indem sie mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie intakte Froscheier untersuchten. Aufgrund der Undurchsichtigkeit der Eier erwies sich dies als schwieriger, aber sie stellten dennoch eine ähnliche wellige Pigmentveränderung an der Oberfläche des Eies fest, als sich die Triggerwelle durch das Ei bewegte.

Was haben die Wissenschaftler aus ihrer Forschung gelernt? Dieser Tod in einer Zelle geschieht nämlich ein bisschen wie eine Gruppe von Fans, die in einem Stadion winken; als eine Reihe rollender Wellen, bei denen die Selbstzerstörung eines Teils der Zelle die Selbstzerstörung des nächsten auslöst. Ähnliche Auslösewellen finden sich in Nervenimpulsen und in viel größerem Ausmaß bei der Ausbreitung von Waldbränden.

„Triggerwellen ermöglichen die Ausbreitung elektrischer Signale über Axone und ermöglichen die Ausbreitung von Kalziumwellen durch Zellen, Mitosewellen und – wie wir jetzt wissen – Apoptosewellen“, sagte Ferrell.

Auch wenn dies nur von theoretischem Interesse klingt, könnte es sich in Zukunft als wichtige Information herausstellen medizinische Forschung, in der wir entweder wollen, dass sterbende Zellen leben (bei neurodegenerativen Erkrankungen) oder lebende Zellen sterben (bei Krebs). Im Hinblick auf zukünftige Arbeiten hoffen die Forscher, andere „biologische Kontexte“ zu untersuchen, in denen diese Triggerwellen auftreten.

Ein Artikel, der die Arbeit beschreibt, wurde kürzlich in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

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