Standort: science.ORF.at / Meldung: "Wie Fliegen fliegen"

Ein fliegende Fliege vor Himmel

Wie Fliegen fliegen

Einen molekularen Schalter, der die Bildung der Flugmuskeln von Fliegen steuert, hat ein Team deutscher und österreichischer Forscher entdeckt. Das von den Wissenschaftlern entdeckte Gen ist auch im menschlichen Herz aktiv und könnte auch für medizinische Fragen relevant sein.

Genetik 17.11.2011

Indirekte Flugmuskeln

Fliegenflügel schlagen bis zu tausendmal in der Sekunde. "Dem gegenüber wirkt ein Hundertmeter-Sprinter, der seine Beine nur wenige Male pro Sekunde bewegt, wie eine richtige Schnecke", so Studienleiter Frank Schnorrer vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München, der in der aktuellen Studie mit Forschern der Universität Erlangen-Nürnberg (Deutschland), der Technischen Universität Wien, der Medizinischen Universität Wien und des Institut für Molekulare Pathologie (IMP) Wien zusammengearbeitet hat.

Naturecover mit Fliege, 17.11.2011

Nature

Die Studie in "Nature":

"Spalt mediates an evolutionarily conserved switch to fibrillar muscle fate in insects" von
Cornelia Schönbauer et al.

Um die hohe Schlagfrequenz zu erreichen, haben die kleinen Insekten zwei Arten von Muskeln: sogenannte direkte Flugmuskeln, die an den Flügeln ansetzen und sie ähnlich bewegen, wie der Bizeps und sein Gegenspieler den menschlichen Arm. Zusätzlich gibt es bei den Insekten sogenannte indirekte Flugmuskeln. Sie setzen am Brustsegment an, verformen es, wodurch der Flügel bewegt wird.

Aktiviert werden diese Muskeln zusätzlich zu Nervenimpulsen auch durch Spannung. Ziehen die indirekten Flugmuskeln an der einen Seite den Flügel nach unten, werden die Gegenspieler gedehnt und beginnen nun ihrerseits kräftig anzuziehen. Ein schneller Kreislauf beginnt, die Flügel surren. Auch im Mikroskop sehen indirekte Flugmuskeln anders aus, als zum Beispiel die Beinmuskeln der Fliegen, ihre Form ist eher faserförmig, die der anderen Muskeln röhrenförmig.

Ähnlichkeit im Herzmuskel?

"Damit die ultraschnellen Supermuskeln überhaupt entstehen können, ist das Gen 'spalt' essentiell", so Schnorrer. Fehlt das "spalt"-Gen, dann bilden sich anstatt der indirekten Flugmuskeln normale Beinmuskeln, die Fliegen bleiben am Boden. Normalerweise ist "spalt" nur in indirekten Flugmuskeln aktiv, brachten die Forscher das Gen aber in die Fliegenbeine, entstanden dort faserförmige, flugmuskelähnliche Gewebe.

Auf das "spalt"-Gen stießen Schnorrer und die aus Österreich stammende Erstautorin der Arbeit, Cornelia Schönbauer, bereits vor zwei Jahren, als sie gemeinsam mit der Forschungsgruppe von Barry Dickson (IMP Wien) systematisch ein Fliegen-Gen nach dem anderen ausschalteten, beobachteten, welche Fliegen nun flugunfähig sind, und dabei 2.785 Muskelgene identifizierten, erklärte Schönbauer im Gespräch mit der APA.

Die Ergebnisse könnten auch für die Medizin relevant sein. Menschen besitzen zwar keine Flugmuskeln, doch in ihrem Herzen sind zwei "spalt"-Gene aktiv. Der menschliche Herzmuskel bildet nach Angaben der Wissenschaftler das Protein "Spalt" und die Spannung in der Herzkammer beeinflusst die Stärke des Herzschlags. Ob "Spalt" eine Rolle bei der Regulation des Herzschlags spielt, ist bisher allerdings nicht bekannt und muss erst noch erforscht werden, so Schnorrer.

science.ORF.at/APA

Mehr zum Thema: