Neue Einblicke: Ein Blick tief in den Muskel könnte eines der Geheimnisse von Spitzensportlern wie Usain Bolt lüften. Denn erstmals haben Forscher den Komplex der Aktin- und Myosin-Filamente im Muskel mittels Elektronenmikroskopie hochaufgelöst sichtbar gemacht – und dabei auch erste Blicke auf die Grenzflächen dieser Proteine geworfen. Diese könnten beeinflussen, wie gut der Muskel arbeitet und damit Spitzenleistungen im Sport, aber auch Muskelerkrankungen erklären.
Spitzensportler sind ein Phänomen. Sie erzielen Leistungen, welche weit über den Durchschnitt liegen. So ist zum Beispiel der Sprinter Usain Bolt in der Lage, auf hundert Metern Spitzengeschwindigkeiten von über 45 Kilometern die Stunde zu erreichen und so Rekorde erzielen. Stefan Raunser vom Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund hat sich zusammen mit seinem Forschungsteam mit der Frage beschäftigt, wie die Muskulatur in solchen Fällen arbeitet. Dafür beobachteten sie mithilfe eines Elektronenmikroskops die Muskelproteine einzelner Gewebeproben.
Moderne Technologie
„Mit der Kryo-Elektronenmikroskopie können wir natürliche Veränderungen von Muskelproteinen beobachten“, erklärt Raunser. Die Kryo-Elektronenmikroskopie erlaubt die Analyse komplexer Proteinstrukturen. Dazu werden Proteinkomplexe mithilfe von Helium auf -260 Grad Celsius runtergekühlt, um die Ursprungsform der Proteine zu erhalten. „Damit könnten wir auch herausfinden, ob sich das Zusammenspiel der Proteine bei Usain Bolt von dem bei anderen Menschen unterscheiden.“
Dabei stellten die Forscher fest, dass der Grund für die hohe Muskel-Leistungskraft der Sportler ein besonders optimales Zusammenspiel der Proteine Aktin und Myosin in den Muskelfasern ist. Das Protein Aktin bildet lange, fadenartige Stränge im Muskel und macht 20 Prozent des Gewichts der Muskulatur aus. An diesen Strängen setzt das Motorprotein Myosin an und wandelt chemische Energie in Bewegung um.
