Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher sehen lebenden Zellen bei der Teilung zu

26.09.2012
Unter Federführung der Universität Bonn haben Wissenschaftler ein Verfahren entwickelt, das es erlaubt, lebenden Zellen bei der Zellteilung zuzusehen.
Damit ist nun ein neues Werkzeug vorhanden, mit dem das Potenzial regenerativer Prozesse besser beurteilt werden kann. So lassen sich nach einem Herzinfarkt intakt gebliebene Zellen nicht so einfach vervielfältigen wie gedacht. Die Forscher stellen ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachjournals „Nature Communications“ vor.

Wenn durch Durchblutungsstörungen Teile des Herzmuskels absterben, wird es gefährlich. Der Herzinfarkt zählt zu den Haupttodesursachen in den Industrienationen. Mehr als 50.000 Menschen sterben jährlich in Deutschland an einer solchen akuten Herzattacke. „Aber selbst wenn die Betroffenen überleben, kann es zu erheblichen Beeinträchtigungen der Herzfunktion“ kommen, berichtet Prof. Dr. Bernd K. Fleischmann vom Institut für Physiologie I am Life & Brain Zentrum der Universität Bonn. Die abgestorbenen Herzmuskelzellen werden nämlich nicht durch neue Herzmuskelzellen, sondern durch Narbengewebe ersetzt, das keine Pumpleistung erbringt.

Regenerationspotenzial ist nicht vorhanden

Ein weltweit verfolgter therapeutischer Ansatz zielt darauf ab, die verbliebenen intakten Herzmuskelzellen mit speziellen Wirkstoffen zur Teilung anzuregen und damit die Herzleistung wieder zu steigern. „Es gibt hierzu in der wissenschaftlichen Literatur teilweise euphorische Berichte, die bisher nicht verifiziert werden konnten“, sagt Erstautor Dr. Michael Hesse, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Physiologie I. „Diese Befunde können wir nun mit unserer neuen Methode genauestens untersuchen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass im erwachsenen Herzen ohne Behandlung im Grunde kein Regenerationspotenzial von Herzmuskelzellen vorhanden ist.“ Die Forscher haben eine neuartige Methode entwickelt, mit der sich die Teilung lebender Zellen „live“ beobachten lässt. Sie untersuchten damit gentechnisch veränderte Mäuse, die einen Herzinfarkt erlitten hatten.

Herzzellen mit zwei Zellkernen sind nicht teilungsfähig

Das Ergebnis: „Die Herzmuskelzellen teilten sich nicht richtig, sondern verdoppelten lediglich ihre Zellkerne oder einen Teil ihres Erbguts“, berichtet Alexandra Raulf, die sich mit ihrem Institutskollegen Dr. Hesse die Erstautorenschaft teilt. „Das hat zur Folge, dass auf diese Weise keine neuen Herzzellen nach dem Infarkt entstehen.“ Bei einer echten Teilung verdoppeln sich zwar auch die Zellkerne, sie werden aber anschließend auf zwei Zellen verteilt, indem sich die Mutterzelle in der Mitte abschnürt. Diese verschiedenen Teilungsarten ließen sich bislang nicht so einfach voneinander unterscheiden. „Insbesondere wenn man neue Therapiestrategien entwickelt, benötigt man auch geeignete Prüfverfahren“, sagt Dr. Hesse. „Für die Zellteilung haben wir nun eines vorgelegt.“

Forscher nutzen fluoreszierenden Farbstoff aus einer Qualle

Die Wissenschaftler nutzten für ihre neuartige Methode Anillin, ein Eiweißmolekül des Zellteilungsapparats und den Farbstoff „grün fluoreszierendes Protein“ (GFP) aus einer Qualle, das unter blauem Licht grün leuchtet. Sie kombinierten das Anillin-Gen und das Gen für diesen Fluoreszenzfarbstoff, brachten es in embryonale Stammzellen ein und erzeugten daraus auch gentechnisch veränderte Mäuse. „Während der Zellteilung markiert das GFP-Anillin genau die entscheidenden Prozesse“, berichtet Dr. Hesse. Nach der Zellteilung wird das Anillin wieder abgebaut und der leuchtende Farbstoff verschwindet. „Wir konnten deshalb unter dem Mikroskop `live´ die einzelnen Schritte der Zellteilung verfolgen – und auch, ob sie vollständig abliefen.“

Schnelles und kostengünstiges Testverfahren mit viel Potenzial

Die Forscher haben damit außerdem erstmals ein schnelles und kostengünstiges Testverfahren für die einzelnen Phasen der Zellteilung etabliert, das sich in Zukunft auch vollautomatisch durchführen lässt. Zusammen mit anderen Forscherteams testeten die Wissenschaftler die Anwendbarkeit des Systems an verschiedenen Zelltypen, darunter auch Nervenzellen, Leberzellen und embryonale Stammzellen. Beteiligt waren die Abteilungen für Herzchirurgie und für Innere Medizin I sowie die Institute für Zelluläre Neurowissenschaften und Pharmakologie der Universität Bonn sowie Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Molekulare Biomedizin in Münster, das Institut für Stammzellforschung in Neuherberg/München und die Cornell University Ithaca (USA). „Die von uns entwickelte Technologie erlaubt es nun, neue Prüfverfahren für Forschungs- und Therapieansätze zur Zellteilung ein großes Stück voranzubringen“, sagt Dr. Hesse.

Publikation: Direct visualization of cell division using high resolution imaging of M-phase of the cell cycle, „Nature Communications“, DOI: 10.1038/ncomms2089

Kontakt:

Prof. Dr. med. Bernd K. Fleischmann
Institute of Physiology I
Life & Brain Center der Universität Bonn
Tel. 0228/6885200
E-Mail: bernd.fleischmann@uni-bonn.de

Dr. Michael Hesse
Institute of Physiology I
Life & Brain Center der Universität Bonn
Tel.: 0228/6885233
E-Mail: mhesse1@uni-bonn.de

Alexandra Raulf
Institute of Physiology I
Life & Brain Center der Universität Bonn
Tel.: 0228/6885223
E-Mail: araulf@uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterien aus dem Blut «ziehen»
07.12.2016 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle
07.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie