Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Durchlässige "Käfige" helfen der Zellforschung

23.01.2006


In der Januar-Ausgabe 2006 von "Nature Methods" berichtet ein internationales Team mit Berner Beteiligung über einen Durchbruch im Bereich der Zellforschung. Dank einer neuen Substanz lassen sich lebende Zellen 200 Mal effizienter untersuchen als bisher.



Zellen regulieren ihre Funktionen über codierte Signale. Die Häufigkeit und Grösse dieser Signale geben Auskunft über die Zellfunktionen. Die gestörte oder beeinträchtigte Funktion von Zellen ist häufig die Ursache von Krankheiten. Die Erforschung lebender Zellen soll deshalb auch Antworten liefern auf Fragen wie: Wie wird die Kraft des Herzmuskels reguliert und wie verändern sich die Signale bei einem Herzversagen?



Hochpräzise Zellsteuerung mit Laserlicht

Von zentraler Bedeutung für die Erforschung lebender Zellen sind Biomoleküle, die in lichtempfindliche chemische Käfige gesperrt und in Zellen injiziert werden. Mittels Lichtblitzen von aussen werden die Moleküle aus ihren Käfigen befreit und lösen dadurch ein Signal aus. Dieses bringt etwa Herzmuskelzellen dazu, sich zusammenzuziehen. Auf diese Weise lässt sich untersuchen, wie Zellen auf plötzliche Signale reagieren. Die dafür verwendeten Käfige waren bislang aber zu undurchlässig: um die darin enthaltenen Moleküle freizusetzen, waren starke Lichtimpulse nötig, die das umliegende Zellgewebe stören könnten. Professor Ernst Niggli vom Institut für Physiologie der Universität Bern hat in Zusammenarbeit mit amerikanischen Forschern nun dieses Problem gelöst. Das Team entwickelte einen durchlässigen Käfig, der schon auf einen sehr schwachen Lichtimpuls reagiert. Um solche Käfige aus der hochempfindlichen synthetischen Substanz namens Nitrodibenzofuran (NDBF) zu öffnen, wird nur noch etwa 1% der bisherigen Lichtstärke benötigt. Mit der Hilfe ultraschneller Laser, die Pulse erzeugen können, die kürzer sind als ein Millionstel einer Millionstelsekunde, lassen sich zelluläre Signale mit ultrapräziser Auflösung und Dynamik erforschen ? ohne die Gefahr der Gewebeschädigung.

"Auf dem Gebiet der lichtaktiven chemischen Käfige gab es seit Ende der 70er Jahre eine gewisse Stagnation in der Entwicklung", meint Niggli. "Die neuentwickelte chemische Substanz stellt einen wahrhaften Durchbruch dar." Dieser basiert paradoxerweise auf einer vermeintlichen Schwäche: einem durchlässigen Käfig. "In der Zellforschung sind schwache, das heisst mit wenig Licht spaltbare Käfige ein Vorteil", erklärt Niggli: "Sie eröffnen den Biophysikern ein bis anhin nicht zugängliches Feld von Forschungs- und Experimentiermöglichkeiten".

Weitere Auskunft:

Prof. Ernst Niggli, Physiologisches Institut der Universität Bern
Tel. +41 (0)31 631 87 30
Fax +41 (0)31 631 46 11
mail: niggli@pyl.unibe.ch

Nathalie Matter | idw
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/nmeth/journal/v3/n1/full/nmeth821.html

Weitere Berichte zu: Käfig Lichtimpuls Molekül Zellforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise