Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher verändern Stammzellen mit RNA-Cocktail

21.12.2011
Max-Planck-Wissenschaftler in Dresden können einzelne Nerven-Stammzellen in ihrer natürlichen Umgebung beeinflussen und somit besser verstehen

Um das Verhalten von Nerven-Stammzellen zu verstehen, ist es für die Hirnforschung entscheidend, sie beeinflussen zu können. Was isolierte Zellen in der Petrischale betrifft, so sind Verfahren zu deren Manipulation schon recht weit fortgeschritten.


An lebendem Hirngewebe einer Maus (links) setzt die Spitze einer Mikroinjektionsnadel an, um den RNA-Cocktail in einzelne Zellen einzubringen. Ein fluoreszierender Farbstoff bringt die Nadelspitze zum Leuchten. © MPI f. molekulare Zellbiologie und Genetik Dresden

Hingegen stößt man derzeit an Grenzen, will man detailliert erforschen, wie sich neurale Stammzellen in ihrer natürlichen Umgebung, nämlich dem Gehirngewebe, verhalten. Das Problem: Bisher gängige Methoden der Genveränderung zeigen nicht sofort Wirkung – eine unmittelbare Beobachtung der Folgen ist also nicht möglich. Zudem ist die Anzahl der gleichzeitig beeinflussbaren Gene auf nur wenige beschränkt – interessant sind aber meist ganze Gen-Komplexe. Forschern in Dresden ist es nun gelungen, Stammzellen im sich entwickelnden Gehirn von Mäusen zu verändern, indem sie durch Mikroinjektion – quasi mit einem einzigen "Schuss" – einen ganzen RNA-Cocktail in einzelne Zellen einbringen. Damit konnten sie sogar das Originalprogramm der Zelle überschreiben und ihr Schicksal beeinflussen. Diese Art der Veränderung im lebenden Gehirngewebe verleiht den Forschern neues Wissen darüber, wie neurale Stammzellen in ihrer natürlichen Umgebung funktionieren.

Um die Mikroinjektion an den hauchdünnen Gewebeschnitten von Mäusegehirnen überhaupt durchführen zu können, ließen sich die Forscher aus dem Team um Wieland Huttner am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in der institutseigenen Werkstatt zunächst ein Spezialgitter aus Messing bauen: So wird das gerade mal einen viertel Millimeter dünne Gewebe fixiert. Dann wird mit einer feinen Nadel eine Mischung verschiedenster Boten-RNAs in die Zelle eingebracht.

Kann man mit den gängigen Methoden wie Elektroporation nur wenige Gene auf einmal manipulieren, ist es mit der Mikroinjektion möglich, Tausende von Genen gleichzeitig in ein und derselben Zelle zu beeinflussen – und die Auswirkung wird sofort sichtbar. Die neuralen Vorläuferzellen, mit denen gearbeitet wurde, verhielten sich ganz normal wie Zellen in einem lebenden Organismus. Bei der Mikroinjektion bestimmter Boten-RNA-Cocktails veränderten sie allerdings ihr Schicksal, schalteten von der asymmetrischen Teilung, bei der eine Stammzelle und eine Nervenzelle entstehen, um auf symmetrische Teilung zur Vermehrung der Stammzell-Population. Somit ist die Methode ein vielversprechender Ansatz, um vermutete Aufgaben von bestimmten Genen unmittelbar in Zellen in ihrer natürlichen Umgebung nachzuprüfen.

„Die Methodik, die wir hier etabliert haben, eröffnet völlig neue Möglichkeiten, um neurale Stammzellen im Gehirn zu untersuchen und zu beeinflussen“, so Wieland Huttner, Direktor und Forschungsgruppenleiter am Dresdner Max-Planck-Institut. Insbesondere kann damit in der Zukunft das Verhalten von Stamm- und Vorläuferzellen verschiedener Tierarten simuliert werden, von der Maus bis hin zum Menschen. Ziel ist es, auf diesem Weg jene Gene zu identifizieren, die für das besondere Verhalten menschlicher Nerven-Stammzellen verantwortlich sind.

Ansprechpartner
Florian Frisch
Pressebeauftragter
Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden
Telefon: +49 351 210-2840
E-Mail: frisch@mpi-cbg.de
Prof. Dr. Wieland B. Huttner
Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden
Telefon: +49 351 210-1500
Fax: +49 351 210-1600
E-Mail: huttner@mpi-cbg.de
Originalveröffentlichung
Elena Taverna, Christiane Haffner, Rainer Pepperkok, Wieland Huttner
Manipulating the fate of single neural stem cells in tissue
Nature Neuroscience, 18. Dezember 2011

Florian Frisch | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/4735597/nerven-stammzellen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Pflanzen ihr Gedächtnis vererben
21.08.2017 | Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | 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: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Studie für Patienten mit Prostatakrebs: Einteilung in genomische Gruppen soll Therapie präzisieren

21.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Forscher entwickeln zweidimensionalen Kristall mit hoher Leitfähigkeit

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein neuer Indikator für marine Ökosystem-Veränderungen - der Dia/Dino-Index

21.08.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz