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 Wissenschaft
16.11.2011

Zellen auf der Rennbahn

Heidelberger Forscher suchen schnellste Zelle

Die Zellen beim ‚ÄěWorld Cell Race‚Äú auf ihren Bahnen aus Fibronektin. Foto: Manuel Th√©ry

Eingesetztes Phasenkontrastmikroskop im Nikon Imaging Center. Foto: Remmer Janssen

Einhundert Teilnehmer, sechs Rennstrecken auf der ganzen Welt, eine Distanz von 0,1 Millimeter und kein 
gemeinsames Ziel. So sieht das internationale Zellenrennen aus.

Unbeachtet von Sportbegeisterten fiel in Heidelberg der Startschuss f√ľr einen au√üergew√∂hnlichen Wettlauf: Zellen von Mensch, Maus und anderen Tieren traten auf einer Strecke von einem Zehntel Millimeter gegeneinander an. Die Grundlage bildeten schmale, parallele Rennspuren aus Fibronektin, ein Protein, das Zellen aktive Ortsver√§nderung erm√∂glicht ‚Äď sogenannte Zellmigration. Dazu sprie√üen aus den Zellen Forts√§tze, die der Fortbewegung dienen. Mit modernen Lichtmikroskopen werden diese Bewegungen aufgenommen, wobei allein in einer Nacht eine Datenmenge von 70 Gigabyte entstand. 

Neben Heidelberg nahm am ‚ÄěWorld Cell Race‚Äú auch Labore in San Francisco, Boston, London, Paris und Singapur teil. Die Suche nach der schnellsten Zelle unter den 100 Teilnehmern ist zwar abgeschlossen, aber die Ergebnisse sind noch nicht ver√∂ffentlicht.

Die Idee zum ‚ÄěWorld Cell Race‚Äú stammt vom franz√∂sischen Biophysiker Manuel Th√©ry aus Grenoble, der sich seit l√§ngerem mit Zellmigration besch√§ftigt. Die Umsetzung ist vor allem den beteiligten Instituten und Partnern aus der Wirtschaft zu verdanken. Dazu geh√∂ren das Heidelberg Bioquant und das angelagerte Nikon Imaging Center (NIC) der Uni Heidelberg, welches vom japanischen Optik-Unternehmen Nikon gef√∂rdert wird.

"Ein Grund f√ľr die Teilnahme war der Spa√ü am Projekt", sagt der zust√§ndige Projektleiter Holger Erfle, Leiter der RNAi Screening Facility. Andererseits zeichne sich diese Forschung dadurch aus, dass in einem standardisierten Verfahren die Geschwindigkeit von 100 Zellen festgestellt werden konnte. "Im menschlichen K√∂rper gibt es eine viel zu hohe Anzahl von Parametern", sagt NIC-Direktorin Ulrike Engel. So k√∂nnte dieses Projekt der Krebsforschung helfen, da entartete Zellen sich schneller fortbewegen als normale Zellen und so Metastasen bilden.

Erfle sieht hier jedoch keine Möglichkeit zur direkten Anwendung. Die Geschwindigkeit unter Standardbedingungen im Labor lasse sich nicht mit der im Körper vergleichen. Es gebe jedoch die Möglichkeit des Ausweitens: Man könne weniger Zellen verwenden und zugleich ein RNA-Screening anwenden.

Bei einer internen Auswertung ist den beiden Forschern eine Zelle aufgefallen, die im st√§ndigen Wechsel rollte, sich anheftete und wieder rollte. Eine ungew√∂hnliche, aber schnelle Fortbewegungsart. Bei Fibroblasten, Bindegewebszellen, die unter anderem selbst Fibronektin synthetisieren, konnten sie dagegen eine st√§rkere Kraft zur Anheftung - genannt Adh√§sion - beobachten, die zur Verlangsamung der Zelle f√ľhrte.

Als schnellste Zellen werden in der Fachwelt derzeit die neutrophilen Granulozyten gehandelt, doch Erfle zweifelt daran. Zwar seien diese Zellen im K√∂rper in der Immunantwort zu einer schnellen, gerichteten Bewegung f√§hig, aber im Versuch fehle der Stimulus f√ľr die gerichtete Bewegung. Dabei war es jedoch unerheblich, in welche Richtung sich die Zellen bewegten. So sind einige Zellen sogar r√ľckw√§rts gelaufen und k√∂nnten trotzdem Sieger werden.

Im Gegensatz zu regul√§ren Sportarten, ist den Forschern Doping beim Zellrennen durchaus erlaubt: Gentechnisch ver√§nderte Zellen, die Proteine √ľberexprimieren, k√∂nnten sich schneller bewegen. Somit lasse sich feststellen, welche Gene f√ľr Proteine codieren, die die Zellmigration steuern.

√úbrigens erh√§lt nicht nur die schnellste Zelle eine Ehrung, sondern auch die Langsamste. Diese werden auf der Siegerehrung im Dezember bekannt gegeben, die auf der allj√§hrlichen Tagung der Amerikanischen Gesellschaft f√ľr Zellbiologie (ASCB) stattfindet.

Holger Erfle k√∂nnte sich durchaus ein neues Projekt vorstellen. ‚ÄěMit den ersten Versuchen hat man in Heidelberg viele Erfahrungen gesammelt und kann jetzt weiterf√ľhrende Versuche planen‚Äú, sagt Ulrike Engel.

von Remmer Janssen
   

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