Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

„Reportermoleküle“ berichten aus dem Zellinneren

26.01.2018

Wissenschaftler aus Ulm und Mainz haben „maßgeschneiderte“, multifunktionale synthetische Moleküle hergestellt, die sich in lebende Zellen einbringen lassen. Dank Fluoreszenzmikroskopie können die Forscher die Selbstorganisation der Moleküle verfolgen und Rückschlüsse auf Mechanismen im Zellinneren ziehen. Ihr Fachbeitrag ist in der renommierten Zeitschrift „Nature Communications“ erschienen.

Chemiker und Toxikologen der Universität Ulm sowie des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung in Mainz haben thiophenbasierte Oligomere so modifiziert, dass diese in lebende Zellen eingebracht werden können.


Prof. Ulrich Ziener forscht am Institut für Organische Chemie III der Universität Ulm

Foto: Eberhardt/Uni Ulm

„In der Herstellung synthetischer Moleküle haben wir viel Erfahrung, doch bisher wurden ihre zahlreichen Eigenschaften als Materialien nur im Labor und nicht unter physiologischen Bedingungen untersucht. Die jetzt von uns maßgeschneiderten Moleküle sind mit Gruppen ausgestattet, die für eine gute Löslichkeit in nicht-wässriger Umgebung sorgen. Dank der Feinabstimmung einzelner Strukturkomponenten lassen sich die neuen Moleküle zudem gut optisch detektieren“, erläutert Professor Ulrich Ziener vom Institut für Organische Chemie III der Universität Ulm.

Durch diese Eigenschaften können die Wissenschaftler sogar die Selbstorganisation der „Designer-Moleküle“ in der Zelle verfolgen: „Mittels Fluoreszenzmikroskopie sehen wir, ob die Moleküle einzeln oder in Verbünden vorliegen. Zudem lässt sich beobachten, an welchem Ort und zu welcher Zeit die Selbstorganisation stattfindet“, erklärt Ziener weiter. Dabei sei alleine die Lokalisierung der Moleküle in der fluoreszierenden Zelle herausfordernd.

Insgesamt haben die modifizierten Oligomere eine „Reporterfunktion“. Sie helfen den Wissenschaftlern also, Mechanismen im Zellinneren zu verstehen. Im Zuge der Studie haben die Forscher beispielsweise intrazelluläre Transportwege unterbrochen und die geänderten Molekülbewegungen nachvollzogen.

Abhängig von der genauen Struktur bewegen sich die Moleküle über verschiedene Zellkompartimente bis in die Nähe des Zellkerns und bilden dort größere Molekülverbünde – oder sie reichern sich in den Mitochondrien, also den Zellkraftwerken, an. Dies lässt sich durch den Einsatz eines spezifischen pharmakologischen Inhibitors und die Erniedrigung der Temperatur kontrollieren:

„Detailliertere Kenntnisse über diese Vorgänge im Zellinneren könnten auf längere Sicht zu einem gezielten Einsatz von Medikamenten führen, die beispielsweise an den Mitochondrien angreifen“, sagt Professor Holger Barth vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie des Universitätsklinikums Ulm. Allerdings müsse noch weiter an der genauen Lokalisierung der Moleküle im Zellinneren geforscht werden. Schon jetzt gestatten die synthetischen Moleküle den Forschern jedoch ungeahnte Einblicke ins Zellinnere.

Die Wissenschaftler wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), insbesondere auch über die beiden Ulmer Sonderforschungsbereiche SFB1149 „Gefahrenantwort, Störfaktoren und regeneratives Potential nach akutem Trauma“ und SFB1279 „Nutzung des menschlichen Peptidoms zur Entwicklung neuer antimikrobieller und anti-Krebs Therapeutika“ gefördert. Weitere Unterstützung erhielten sie aus dem ERC Synergy Grant Bio Q, dem Projekt HYPERDIAMOND sowie vom Fonds der Chemischen Industrie.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Ulrich Ziener: Tel.: 0731 50-22884, ulrich.ziener@uni-ulm.de

David Y.W. Ng, Roman Vill, Yuzhou Wu, Kaloian Koynov, Yu Tokura, Weina Liu, Susanne Sihler, Andreas Kreyes, Sandra Ritz, Holger Barth, Ulrich Ziener, Tanja Weil
Directing Intracellular Supramolecular Assembly with N-heteroaromatic Quaterthiophene Analogues. Nature Communications (2017). doi:10.1038/s41467-017-02020-2

Annika Bingmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Revolution im Bienenstock: Forscher entdecken Gen, das Bienen zu Sozialparasiten werden lässt
21.01.2019 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Wie viel Regenwald brauchen Vögel? Göttinger Forscherteam beschreibt Schwellenwerte für Waldanteile
21.01.2019 | Georg-August-Universität Göttingen

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: Klassisches Doppelspalt-Experiment in neuem Licht

Internationale Forschergruppe entwickelt neue Röntgenspektroskopie-Methode basierend auf dem klassischen Doppelspalt-Experiment, um neue Erkenntnisse über die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern zu gewinnen.

Einem internationalen Forscherteam unter Führung von Physikern des Sonderforschungsbereichs 1238 der Universität zu Köln ist es gelungen, eine neue Variante...

Im Focus: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Im Focus: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Neues Material soll Grenzen der Silicium-Elektronik überwinden

21.01.2019 | Energie und Elektrotechnik

water meets....Future - Abwasser nachhaltig nutzen

21.01.2019 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Inbetriebnahme eines 3D-Bewegungssimulators am "kunststoffcampus bayern“ in Weißenburg

21.01.2019 | Verkehr Logistik

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