Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher der Technischen Universität Dortmund malen in lebenden Zellen

07.04.2017

Bereits im alten Anatolien haben Künstler Miniaturgemälde und Namen auf Reiskörner gezeichnet. Überall auf der Welt gravieren Menschen ihre Initialen in Bäume, um ihre Liebe zu verewigen. Diese Botschaften sind allerdings etwa eine Million Mal größer als die Zeichnungen, die Dr. Leif Dehmelt von der Fakultät für Chemie und Chemische Biologie der TU Dortmund, Dr. Yaowen Wu vom Chemical Genomics Center der Max-Planck-Gesellschaft und ihre Kollegen im Inneren von lebenden Zellen anfertigen. Einen Artikel zu ihrer Methodik mit dem Namen „Molecular Activity Painting“ wurde kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht.

Unter dem Mikroskop leuchtet der Buchstabe N innerhalb einer Zelle in hellem Grün auf. Die „Malerei“ sieht nicht nur spektakulär aus, sie ist der Beweis dafür, dass die Wissenschaftler in lebenden Zellen gezielt Veränderungen auslösen und beobachten können.


Malen in lebenden Zellen: Dort, wo der Buchstabe N aufleuchtet, haben Forscher der TU Dortmund präzise Störungen in den Zellen eingebaut und sichtbar gemacht.

TU Dortmund

Denn genau dort, wo die „molekulare Tinte“ leuchtet, haben sie präzise Störungen eingebaut. Die Visualisierung mit leuchtender Farbe ist wichtig, da sich Prozesse auf molekularer Ebene ansonsten nur sehr schwer beobachten lassen.

Damit die neue Methodik überhaupt funktioniert, musste das Forscher-Team die frei beweglichen Teile in der Oberfläche der Zelle zunächst fest verankern. Über diese Anker wurden dann speziell entwickelte, lichtempfindliche Molekülsysteme in die Zelle eingebracht und punktuell durch einen fokussierten Laserstrahl von außen aktiviert.

Diese Aktivierung löst schließlich im Inneren der Zelle die gezielte Störung aus: Ein bestimmtes Protein, das die Forscher vorab in die Zelle eingebracht haben, bindet an das Molekül und leuchtet auf. Das „gemalte“ Bild ist zu sehen.

Das Protein kann allerdings nicht nur leuchten und damit seine Position anzeigen, es löst auch muskelartige Kontraktionen in der Zelle aus. Diese kontrahierenden Strukturen spielen eine wichtige Rolle in der Bewegung von Zellen in einer Vielzahl biologischer Prozesse.

Dazu gehören zum Beispiel Prozesse in der Embryonalentwicklung oder der Metastasierung von Krebszellen. Ziel der Forschung ist es, komplexe Krankheitsprozesse besser zu verstehen.

An der Arbeit sind von der TU Dortmund und dem Max-Planck-Institut für Molekulare Physiologie Dr. Leif Dehmelt und Dr. Muthukumaran Venkatachalapathy und vom Chemical Genomics Center der Max-Planck-Gesellschaft Dr. Yaowen Wu und Dr. Xi Chen beteiligt. Die Arbeit wurde in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ als aktuell besonders interessantes „Hot Paper“ veröffentlicht.

Weitere Informationen:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201611432/full

Martin Rothenberg | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.tu-dortmund.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie