{"id":161776,"date":"2018-12-19T14:15:49","date_gmt":"2018-12-19T13:15:49","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=161776"},"modified":"2018-12-19T14:15:49","modified_gmt":"2018-12-19T13:15:49","slug":"embryonalentwicklung-live-forschung-aus-dem-zellkern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/embryonalentwicklung-live-forschung-aus-dem-zellkern\/","title":{"rendered":"Embryonalentwicklung: Live-Forschung aus dem Zellkern"},"content":{"rendered":"

Erstmals ist es Wissenschaftlern an der Uni Ulm gelungen, live zu beobachten, wie in Embryonalzellen eines Zebrab\u00e4rblings die Transkription der DNA, beziehungsweise auf Deutsch DNS (Desoxyribonukleins\u00e4ure), ausgel\u00f6st wird. Das Ulmer Forscherteam aus Biophysikern, Biochemikern und Molekularbiologen beobachtete dabei die Biomolek\u00fcle sozusagen bei der Arbeit. Ihr faszinierendes Ergebnis: \u201eErst wenn es richtig eng wird im Zellkern, wird das Genom aktiviert\u201c, so umschreibt Entwicklungsbiologe Professor Gilbert Weidinger vom Institut f\u00fcr Biochemie und Molekularbiologie den Befund.<\/p>\n

Ergebnisse auf den Menschen \u00fcbertragbar<\/strong><\/h3>\n

Die Untersuchungen wurden zwar in Embryonen des Zebrab\u00e4rblings vorgenommen, doch Weidinger sowie sein Kollege, Christof Gebhardt vom Institut f\u00fcr Biophysik an der Universit\u00e4t Ulm, sind sich sicher: \u201eDie am Zebrab\u00e4rbling gewonnenen Erkenntnisse \u00fcber den Zusammenhang zwischen Zellkernvolumen und Transkriptionsfaktoraktivit\u00e4t k\u00f6nnen dabei auf andere Spezies wie den Menschen \u00fcbertragen werden.\u201c<\/p>\n

Basis der Untersuchung ist die DNA als Bauplan des Lebens. In ihr sind alle Informationen vorhanden, die der biologische Organismus f\u00fcr seine Entwicklung ben\u00f6tigt. Nutzbar wird diese genetisch codierte Information erst durch \u00dcbertragung der DNA in RNA beziehungsweise auf Deutsch in RNS (Ribonukleins\u00e4ure), eine Art Bauplan zur Synthese von Biomolek\u00fclen.<\/p>\n

\u00a0Zellkernvolumen kommt Schl\u00fcsselrolle zu<\/strong><\/h3>\n

Unbekannt beim Transkriptionsprozess war bisher, wie die Genomaktivierung zum ersten Mal erfolgt: Da sich in den fr\u00fchen Phasen der Embryonalentwicklung die Zellen teilen, ohne zu wachsen, wird das Volumen der Zellkerne immer kleiner. \u201eDurch die Verkleinerung des Reaktionsvolumens verschiebt sich im Zellkern das physikalisch-chemische Gleichgewicht der Transkriptionsfaktoren hin zum DNA-gebundenen Zustand. Durch die vermehrte Bindung an die DNA bringen die Transkriptionsfaktoren schlie\u00dflich den genetischen \u201e\u00dcbersetzungsprozess\u201c erstmals zum Laufen,\u201c hei\u00dft es in einer Pressemitteilung des Instituts. Dem ver\u00e4nderten Volumen des Zellkerns kommt somit die Schl\u00fcsselrolle der Genomaktivierung zu.<\/p>\n

Einsatz von Lichtblattmikroskop<\/strong><\/h3>\n
\"Lichtblattmikroskop\"
Erstautor der Studie, Doktorand Matthias Reisser, am Reflektions-Lichtblattmikroskop \u00a9Elvira Eberhardt\/Uni Ulm<\/figcaption><\/figure>\n

Um die Transkriptionsfaktoren im Zellkern genau lokalisieren zu k\u00f6nnen, setzten die Wissenschaftler ein Lichtblattmikroskop, eine Weiterentwicklung des Fluoreszenzmikroskops, ein. So wurde es m\u00f6glich, die einzelnen, speziell markierten Biomolek\u00fcle in den lebenden Zellen sichtbar zu machen und somit auch deren Bewegung zu verfolgen. Zur Erforschung wird nur eine d\u00fcnne Schicht der Probe beleuchtet. Dies f\u00fchrt zu einer h\u00f6heren Sensitivit\u00e4t. Das Verfahren soll so schonend sein, dass \u201edie untersuchten Biomolek\u00fcle nicht unter lichtinduziertem Stress leiden und so auch keinen Schaden nehmen\u201c, hei\u00dft es aus den Laboren. Mit dieser Untersuchungsmethode ist es m\u00f6glich, \u201eSingle Molecule Tracking\u201c-Aufnahmen in den lebenden Organismen zu erhalten und Langzeitbeobachtungen w\u00e4hrend der Embryonalentwicklung zu machen. Das Verfahren wurde \u00fcbrigens am Institut f\u00fcr Biophysik durch Professor Gebhardt noch leistungsf\u00e4higer gemacht.<\/p>\n

F\u00f6rderung<\/strong><\/h3>\n

Eine F\u00f6rderung erhielt das spannende Projekt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft sowie vom europ\u00e4ischen Wissenschaftsrat, der Studienstiftung des Deutschen Volkes und der Carl-Zeiss-Stiftung. Unterst\u00fctzt wurde es zudem vom Zentrum f\u00fcr translationale Bildgebung (MoMAN) der Universit\u00e4t Ulm.<\/p>\n

Bild oben: Hellfeldmikroskopische Aufnahme von Zebrab\u00e4rblingembryonen. Das Bild entstand rund vier Stunden nach der Befruchtung \u00a9Prof. Gilbert Weidinger\/Universit\u00e4t Ulm<\/em><\/p>\n

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