Für den Monat September 2026 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der Universität Münster an

Lea Terbeck und Heymut Omran aus der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin -Allgemeine Pädiatrie-

In situ structure of the human ciliary transition zone links linker defects to primary ciliary dyskinesia

Zhou, H; Terbeck, L; Chevre R; (…) Omran, H; Brown, A.
Sep 2026 | SCIENCE (online ahead of print) 

Begründung der Auswahl:
Die Arbeit beschreibt molekulare Defekte einer mittels der In-situ-Strukturbiologie wie Kryo-ET neu identifizierten Struktur der ziliären Transitionszone, die zu Defekten der mukoziliären Clearance führen, und illustriert, wie neue Mechanismen menschlicher Erkrankungen aufgedeckt werden können. 

Zu Hintergrund, Fragestellung und Bedeutung der Publikation:
Die Primäre Ciliäre Dyskinesie (PCD) ist eine seltene, angeborene Erkrankung von beweglichen Zilien. Meist sind Gene für Proteine betroffen, die den Zilienschlag erzeugen, doch bei vielen Patienten bleibt die Ursache ungeklärt. Die Transitionszone (TZ) an der Zilienbasis, die als Kontrolltor den Proteintransport steuert, wurde bisher nicht mit PCD in Verbindung gebracht.

Das Team um Prof. Heymut Omran (Universität Münster) und Prof. Alan Brown (Harvard Medical School) konnte mit Hilfe von In-situ-Kryo-Elektronentomographie einen unbekannten Multiproteinkomplex, den "Linker" in der Transitionszone, identifizieren. Bei Personen mit Verdacht auf PCD fanden sich Mutationen in den Genen ECT2L und DZANK1, die den TZ-Linker mitkodieren. Neben den typischen PCD-Symptomen zeigten ihre Atemwegszellen eine gestörte Transitionszone, abnorm geschwollene Zilienspitzen mit zytoplasmatischen Einschlüssen und eine stark beeinträchtigte Reinigungsfunktion.

Erstmals belegen Varianten in ECT2L und DZANK1 einen genetischen Zusammenhang zwischen TZ-Defekten und PCD und erklären einen Teil bislang ungeklärter Fälle. Da die TZ evolutionär konserviert ist, sind die Befunde auch für den gesamten Bereich der Biologie relevant.

Background and fundamental question of the publication:
Primary Ciliary Dyskinesia (PCD) is a rare, inherited disorder affecting motile cilia. In most cases, the disorder involves genes encoding proteins that generate the ciliary beating, but there are many patients for which the cause remains unknown. The transition zone (TZ) at the base of the cilia, which acts as a control gate regulating protein transport, has not previously been linked to PCD.

A team led by Prof. Heymut Omran (University of Münster) and Prof. Alan Brown (Harvard Medical School) was able to identify an unknown multiprotein complex, the “linker”, in the transition zone using in situ cryo-electron tomography. In individuals with suspected PCD, mutations were found in the ECT2L and DZANK1 genes, which encode part of the TZ linker. In addition to the typical PCD symptoms, the respiratory cells exhibited a disrupted transition zone, abnormally bulbous cilia tips with cytoplasmic inclusions, and a severely impaired clearance function.

For the first time, variants in ECT2L and DZANK1 demonstrate a genetic link between TZ defects and PCD and explain some of the previously unexplained cases. Since the TZ is evolutionarily conserved, these findings are also relevant to the broader field of biology.

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