Laserstrahl lässt Nerven nach Maß wachsen

Konzeptionelle Darstellung des gesteuerten Neuronenwachstums. Die Abbildung zeigt zwei Komponenten des Zellskeletts, die rot (Actin) und grün (Microtubules) gefärbt sind.

Leipziger Forschergruppe entwickelte eine in der Welt bisher einmalige Methode kontrollierten neuronalen Wachstums.

Während bei der Erforschung des Gehirns als Gesamtkomplex sowie der Funktionsweise einzelner Nervenzellen in letzter Zeit sehr gute Ergebnisse erzielt wurden, liegt das Zusammenspiel von einzelnen Neuronen, welches sich eventuell in einer Wahrnehmung manifestiert, noch im Dunkeln. Eine Schlüsselrolle in der Erforschung dieses Zwischenbereichs spielen Untersuchungen der Neurodynamik von kleinen, kontrollierten Netzwerken. Doch bisherige Versuche, Nervenwachstum sowie Netzwerkstrukturen in einer präzisen Art und Weise zu manipulieren, hatten nur bedingt Erfolg. Gerade die Kontrolle des neuronalen Wachstums ist aber ein fundamentales Ziel vieler unterschiedlicher Forschungsgebiete.

Eine Forschungsgruppe um Josef Käs, Professor für Experimentalphysik/Physik weicher Materie an der Universität Leipzig, hat jetzt an aktiv wachsenden Nervenzellen gezeigt, dass ein spezifisch positionierter Laserstrahl ein Wachstum in Richtung des Laserfokus hervorruft, welches in gelenktem neuronalen Wachstum sowie einer erhöhten Wachstumsgeschwindigkeit resultiert. Damit ist es der Leipziger Forschergruppe als erster in der Welt gelungen, den biologischen Prozess der Zellmobilität mittels Licht zu kontrollieren.

Dabei steht diese Methode in scharfem Kontrast zur optischen Pinzette, welche starke optische Kräfte nutzt, um ganze Strukturen zu beeinflussen. „Dagegen eröffnen unsere Resultate neue Wege in der Kontrolle neuronalen Wachstums in vitro und in vivo mittels einer einfachen und unschädlichen Technik“, unterstreicht der Leipziger Nachwuchswissenschaftler Timo Betz. Und er blickt voraus: „Außerdem könnte unsere Methode erweitert werden, um weitere aktuelle biologische Probleme zu untersuchen wie etwa die aggressive Mobilität von Krebs.“

Weitere Informationen: Timo Betz
Telefon: 0341/ 97 32478
E-Mail: tobetz@physik.uni-leipzig.de

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Volker Schulte idw

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