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 Insekten teilen den gleichen Signalweg zur dreidimensionalen Entwicklung ihres Körpers
18.10.2019 | Universität zu Köln

nachricht Das Rezept für eine Fruchtfliege
18.10.2019 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Insekten teilen den gleichen Signalweg zur dreidimensionalen Entwicklung ihres Körpers

18.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Volle Wertschöpfungskette in der Mikrosystemtechnik – vom Chip bis zum Prototyp

18.10.2019 | Physik Astronomie

Innovative Datenanalyse von Fraunhofer Austria

18.10.2019 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics