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Neutronenforschung: Form roter Blutkörperchen beeinflusst Sauerstofftransport

Jülich, 29. Oktober 2020 - Rote Blutkörperchen im Blut höherer Wirbeltiere dienen dem Transport von Sauerstoff über das Herz-Kreislauf-System. Zu diesem Zweck sind die Blutzellen dicht an dicht mit dem Protein Hämoglobin gefüllt, das reversibel Sauerstoff bindet und freisetzt. Ein internationales Forscherteam um den Jülicher Physiker Dr. Andreas M. Stadler hat nun mit Hilfe von Neutronenstreuexperimenten herausgefunden, dass molekulare Eigenschaften der Proteine, etwa ihre Beweglichkeit in den Zellen, die wichtig für den effizienten Sauerstoffaustausch ist, von der Form der Blutzellen abhängt.

Die Form roter Blutkörperchen wird vor allem durch die Eigenschaften der Zellmembran und des daran gebundenen Zellskelett erzeugt und ähnelt üblicherweise einem Diskus. Vermutlich bietet diese Form den besten Kompromiss zwischen großer Oberfläche, die einen guten Sauerstoffaustausch ermöglicht, und hoher Flexibilität, wodurch die Blutkörperchen auch durch engste Blutgefäße passen. Jedoch kommen, etwa bei Erkrankungen und durch Genveränderungen, auch andere Formen vor. Für die Studie veränderten die Forscher gezielt die Form und Größe von Blutkörperchen aus menschlichem und Pferde-Blut und untersuchten mithilfe von Neutronenstreuungsexperimenten, wie die Formänderungen die Wechselwirkungen und Bewegungen der Hämoglobinproteine in den Zellen verändern. Neutronenstreuexperimente können dies im molekularen Maßstab gemittelt über eine große Zahl von Zellen erkennen, ohne sie zu zerstören.

Neutronenstreuexperimente zeigen den Einfluss der Form roter Blutkörperchen auf molekulare Eigenschaften des Sauerstoff-Transportproteins Hämoglobin.Neutronenstreuexperimente zeigen den Einfluss der Form roter Blutkörperchen auf molekulare Eigenschaften des Sauerstoff-Transportproteins Hämoglobin.
Copyright: Forschungszentrum Jülich

Originalpublikation: Keyun Shou et al.;
Effect of Red Blood Cell Shape Changes on Haemoglobin Interactions and Dynamics: A Neutron Scattering Study;
Royal Society Open Science, Volume 7, Issue 10, 14 October 2020, DOI: 10.1098/rsos.201507

Weitere Informationen:

Website des Jülich Centre for Neutron Science - Neutronenstreuung und biologische Materie (JCNS-1/IBI-8)

Ansprechpartner:

Dr. Andreas Stadler
Jülich Centre for Neutron Science – Neutronenstreuung und biologische Materie (JCNS-1/IBI-8)
Tel: 02461/61-4502
E-Mail: a.stadler@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Angela Wenzik, Wissenschaftsjournalistin
Forschungszentrum Jülich
Tel: 02461 61-6048
E-Mail: a.wenzik@fz-juelich.de