Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Erkenntnisse zum genetischen Programm der Stammzellentwicklung

19.08.2004


Um Blutstammzellen unterscheiden zu können, werden sie mit fluoreszierenden Farbstoffen markiert. Unter dem Mikroskop leuchten Stammzellen, die sich langsam teilen, verstärkt rot. Zusätzlich wurde das für Stammzellen charakteristische Oberflächenprotein Prominin (oder CD133) mit einem grünen Farbstoff markiert. Foto: Dr. Wolfgang Wagner


Studie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg in "Blood" veröffentlicht


Wissenschaftler der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg haben eine grundlegende Erkenntnis zur Stammzellforschung gewonnen: Ihnen ist es gelungen, Einblicke in das genetische Programm der asymmetrischen Teilung von Blutstammzellen zu erhalten.

Die asymmetrische Zellteilung ist eine besondere Fähigkeit von Stammzellen. Wenn Stammzellen sich teilen, entstehen Tochterzellen mit unterschiedlichem Zell-Schicksal. Einerseits können sie reifen und sich zu verschiedenen Zelllinien, z.B. zu Knochen-, Nerven- oder Blutzellen, entwickeln; ein Prozess, der als Differenzierung bezeichnet wird. Andererseits können sie als undifferenzierte Stammzelle erhalten bleiben und dienen der Selbsterneuerung.


"Wir haben den genetischen Fingerabdruck der Tochterzellen mit unterschiedlichem Schicksal abgebildet", erklärt Professor Dr. Anthony Ho, Ärztlicher Direktor der Abteilung Hämatologie, Onkologie und Rheumatologie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg, dessen Forschungsgruppe um den Wissenschaftler Dr. Wolfgang Wagner bei dem Projekt federführend war. In früheren Studien konnte die Heidelberger Arbeitsgruppe bereits belegen, dass die Zellteilung von undifferenzierten Blutstammzellen langsamer verläuft als die Teilung von reiferen Blutzellen. Dieser Unterschied in der Zellteilungsgeschwindigkeit wurde nun erstmals herangezogen, um Blutstammzellen von reiferen Blutzellen zu trennen, sie im Labor anzureichern und sie auf molekularer Ebene zu untersuchen. Die grundlegenden Ergebnisse sind jetzt in der renommierten amerikanischen Zeitschrift "Blood" veröffentlicht worden.

Asymmetrisch teilende Stammzellen angereichert und charakterisiert

Blutstammzellen sind die Vorläufer aller Blutzellen und sind deshalb von hoher klinischer Bedeutung, etwa für die Stammzelltransplantation bei Patienten mit Blutkrebs. "Bei Forschungs- und Anwendungs-Studien stehen Wissenschaftler weltweit vor dem Problem, die frühen Blutstammzellen von reiferen Blutzellen zu unterscheiden sowie sie zu benennen und anzureichern", sagt Professor Ho. Bisher verwenden die Forscher eine Vielzahl von Oberflächen-Molekülen, um Stammzellen zu charakterisieren und unterschiedliche Methoden, um sie von reiferen Zellformen zu trennen und aufzureinigen. Dies verhindert jedoch, dass eine Forschergruppe ihre Ergebnisse mit den Resultaten einer anderen Gruppe vergleichen kann. "Wir nutzen zusätzlich zu den Oberflächenmarkern die charakteristische Zellteilungsgeschwindigkeit aus, um frühe Stammzellen von reifen Blutzellen zu trennen", erklärt Professor Ho. "Der genetische Fingerabdruck dieser gezielt angereicherten Stammzellpopulationen zeigt uns, welche Gene in den Zellen aktiv sind. So können wir die unreifen Blutstammzellen besser erkennen und definieren. Stammzellforscher sind jetzt sozusagen in der Lage, dieselbe Sprache zu sprechen."

Gen-Muster der Tochterzellen mit DNA-Chip nachgewiesen

Um herauszufinden, welche Gene in den Tochterzellen aktiv sind, nutzten die Heidelberger Wissenschaftler einen so genannten Gen-Chip der Arbeitsgruppe um Dr. Wilhelm Ansorge vom European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg: Auf einem speziellen Glasplättchen sind etwa 51.000 unterschiedliche DNA-Fragmente gebunden, die fast alle Gene der menschlichen Zellen repräsentieren. Der verwendete Gen-Chip stellt somit den derzeit größten Chip seiner Art dar und ermöglicht die gleichzeitige Analyse eines Großteils der Gene in einer Zelle. Da die Tochterzellen unterschiedliche Aufgaben haben, müssen in den Zellen verschiedene Proteine mit unterschiedlichen Funktionen gebaut werden. Dafür verwenden die Zellen spezifische Protein-Baupläne. Das bedeutet: In den Tochterzellen sind verschiedene Gene aktiv, die sich mit Hilfe des Gen-Chips nachweisen lassen. "Wir können die Tochterzellen anhand ihrer aktiven Gene charakterisieren und benennen, eine wichtige Voraussetzung für Stammzellversuche", erklärt Professor Ho.

Wissenschaftler setzen große Hoffnungen in die Stammzellforschung, um Krankheiten wie Alzheimer, Diabetes oder Krebs mit Hilfe von Stammzellen zu behandeln. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist, dass die Forscher das genetische Programm kennen, das hinter der Selbsterneuerung und der Differenzierung von Stammzellen steckt. "Unsere Ergebnisse bringen uns einen großen Schritt weiter auf dem Weg, die Geheimnisse der asymmetrischen Stammzellteilung zu verstehen", fasst Professor Ho zusammen. "Diese Mechanismen könnten wir nutzen, um z.B. Stammzellen im Labor für Transplantationen anzureichern."

Ansprechpartner:

Dr. Wolfgang Wagner
E-Mail: wolfgang_wagner@med.uni-heidelberg.de
Tel.: 06221 / 56 66 14

Professor Dr. Anthony Ho
Ärztlicher Direktor der Abteilung Hämatologie, Onkologie und Rheumatologie
der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg
E-Mail: Sekretariat_Ho@med.uni-heidelberg.de
Tel.: 06221 / 56 80 01 (Sekretariat)

Literatur:

W. Wagner, A. Ho et. al.: "Molecular evidence for stem cell function of the slow-dividing fraction among human hematopoietic progenitor cells by genome-wide analysis". Blood, 1. August 2004, Volume 104

H. J. Lawrence: "Stem cells and the Heisenberg uncertainty principle". Comment on Wagner et. al. Blood, 1. August 2004, Volume 104

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.med.uni-heidelberg.de/aktuelles/
http://www.med.uni-heidelberg.de

Weitere Berichte zu: Blutstammzellen Blutzelle Gen-Chip Stammzelle Tochterzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau