Zellüberlebensstadien

Zellüberlebensstadien bezeichnen unterschiedliche physiologische Zustände von Zellen, die ihr Überleben unter ungünstigen Umweltbedingungen sichern. Diese Zustände sind oft reversibel, unterscheiden sich aber in Stoffwechselaktivität, Zellzyklusstatus und Genexpression. Sie treten in Bakterien, Pilzen, Pflanzen, Tieren und menschlichen Zellen auf und spielen eine zentrale Rolle in Entwicklung, Gesundheit und Krankheit.

Zu den wichtigsten Zellüberlebensstadien gehören: Quieszenz (G0-Phase), ein reversibler Zustand mit reduziertem Metabolismus und verlangsamtem Zellzyklus; Dormanz, längere Wachstumsruhe, häufig in Mikroorganismen oder in Tumorzellen; Seneszenz, irreversibler Wachstumsarrest infolge DNA-Schäden oder Telomerlänge, oft verbunden mit dem seneszenzassoziierten sekretorischen Phänotyp (SASP); Autophagie, ein Selbstverdauungsprozess, der Nährstoffe recycelt und Stressresistenz erhöht; Sporulation oder Zystenbildung, robuste Überdauerungsformen in Bakterien und Protisten; Diapause, Entwicklungsruhe bei Embryonen oder Larven, die ökologische Konditionen abwartet; Persistenz oder Persisterzellen, drug-tolerante Unterformen in Bakterien und Krebszellen, die Konfrontation mit Antibiotika oder Therapien überdauern können.

Die Regulation dieser Zustände erfolgt über zentrale Signalwege wie mTOR, AMPK, p53/p21, FOXO und Stressreaktionen der Endoplasmatischen Retikulum. Metabolische Anpassungen beinhalten oft eine Verlangsamung der Atmung, eine Verschiebung zu Glykolyse oder Fettsäureabbau. Die Identifikation von Überlebensstadien erfolgt durch Marker wie Zellzyklusindikatoren, Autophagie- und Seneszenzmarker sowie Transkriptionsprofile.

Relevanz besteht in der Biologie der Entwicklung, Alterung, Infektionsforschung, Krebstherapie und Biotechnologie. See also: Quieszenz, Seneszenz, Autophagie, Dormanz, Sporebildung.