Woher weiß eine Körperzelle in einem Embryo, ob sie und ihre Teilungsprodukte dereinst im fertigen Lebewesen Haut, Leber, Fingernagel oder sonstwas sein sollen? Auf irgendeine Weise müssen sich Zellen gegenseitig abstimmen, damit sie sich zum richtigen Körpergewebe entwickeln. Doch wie ein solcher interzellulärer Nachrichtenaustausch stattfindet, ist eine der bislang noch offenen zentralen Fragen der modernen Biologie. Ihrer Beantwortung sind jetzt zwei Engländerinnen und ein Amerikaner um einen wichtigen Schritt nähergekommen.

Elektronenmikroskopische Aufnahmen von embryonalem Gewebe hatten vor ein paar Jahren enthüllt, daß zwischen den Membranen benachbarter Zellen Brücken existieren, für die sich der englische Name Gap Junctions eingebürgert hat. Durch diese Kanäle können kleine Moleküle von Zelle zu Zelle wandern. Der Verdacht lag nahe, daß solche Moleküle als Postboten die Nachrichten hin und her bringen oder daß vielleicht elektrische Impulse ähnlich wie bei einer Fernschreibverbindung durch die Gap Junctions übertragen werden. Seither fahnden Biologen in aller Welt nach Indizien, die solchen Verdacht erhärten könnten.

Ein überzeugendes Indiz haben jetzt in transatlantischer Zusammenarbeit Anne Warner und Sarah Guthrie vom University College in London und Norton Gilula vom Baylor College of Medicine in Houston (Texas) gefunden.

Ihr Trick bestand darin, die Gap Junctions auszuschalten, so daß ein Nachrichtenverkehr durch sie nicht mehr stattfinden konnte. Als sie diese Methode bei Frosch-Embryonen in einem sehr frühen Entwicklungsstadium anwandten, stellte sich heraus, daß die aus ihnen entstandenen Kaulquappen charakteristische Mißbildungen zeigten, deren Ursprung ein Informationsdefizit embryonaler Zellen sein könnte.

Die Funktion von Gap Junctions läßt sich auf verschiedene Weise stören, zum Beispiel dadurch, daß der Kalziumgehalt der Zelle erhöht oder die Brücken mit Alkohol beschädigt werden. Diese Eingriffe freilich stören zugleich den Zellstoffwechsel und verfälschen darum das Experimentalergebnis. Auf ihrer Suche nach einer nebenwirkungsfreien Methode fanden Doktor Warner und ihre Mitarbeiter einen Antikörper, der auf einen Proteinbaustein der Gap Junctions spezialisiert ist.

Zu Beginn des Versuchs bestand der Froschembryo aus acht Zellen. In eine davon injizierten die Forscher die Antikörper-Substanz. Als sich später der Zellverband auf 32 vermehrt hatte, wurde in Tochterzellen der zuvor behandelten Zelle ein gelber Farbstoff gespritzt, der normalerweise sofort an die Nachbarzellen weitergegeben wird und so die intakte Funktion der Gap Junction sichtbar macht. Just dies aber blieb bei fast allen Töchtern der mit dem Antikörper versehenen Mutterzelle aus. Der Informationstransport über diese Brücke war also unterbrochen.

Die Frage war jetzt, ob die Nachrichtensperre eine Auswirkung auf die Entwicklung des Organismus haben würde. Tatsächlich stellte sich heraus, daß die Körpergewebe, die sich aus der injizierten Zelle gebildet hatten, defekt waren.