Live-Schaltung in Zellen macht Krankheiten besser erforschbar

01.12.2010 - Deutschland

Wie arbeiten die Zellorganellen im lebenden Organismus zusammen? Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München haben eine Methode entwickelt, um diese Vorgänge sichtbar zu machen. Erste Entdeckungen mit dieser Technik: Das Zentrosom und der Zellkern stehen in wandernden Nervenzellen nicht in fester Positionsbeziehung, sondern wechseln sehr dynamisch ihre Position zueinander. Die Forscher erhoffen mit dieser Methode mehr über die Wechselwirkungen der Zellorganellen und damit auch über mögliche Krankheitsauslöser direkt in-vivo herauszufinden.

Ein vorherrschendes Modell neuronaler Migration ging bisher von einer führenden Position des Zentrosoms aus, welches sich permanent vor dem Zellkern einer wandernden Nervenzelle befindet und die Migration steuert. Das widerlegten Dr. Martin Distel, Dr. Jennifer Hocking, Dr. Katrin Volkmann und Dr. Reinhard Köster vom Helmholtz Zentrum München anhand von Zeitrafferaufnahmen im sich entwickelnden Kleinhirn von Zebrafischen. Durch die gleichzeitige Färbung von unterschiedlichen Zellorganellen konnten die Wissenschaftler feststellen, dass das Zentrosom und der Zellkern nicht in starrer Positionsbeziehung zueinander stehen, sondern sich in ihrer führenden Position abwechseln. Das hat weitreichende Konsequenzen für die Organisation des Zellskeletts.

Die fehlerhafte Koordination von Zentrosom- und Zellkerndynamik verursacht schwerwiegende neuronale Krankheiten im Menschen, wie etwa Lissenzephalien. Die Möglichkeit die an der Migration beteiligten Organellen direkte zu beobachten, liefert daher wichtige Erkenntnisse über die Entstehung dieser neuronalen Erkrankungen. Und noch eine weitere Entdeckung gelang den Wissenschaftlern dank der in-vivo Beobachtungstechnik: das Auswachsen von Axonen hängt ebenfalls nicht von der Lage des Zentrosoms ab und erfolgt bereits frühzeitig während der Migration.

„Die Aussichten dieser Methode sind vielversprechend“, sagt Dr. Reinhard Köster, „denn mit dieser Art von Färbungen können beliebige Zellbestandteile eingefärbt und gleichzeitig Krankheitsgene exprimiert werden.“ So können die Vorgänge in den Zellen besser nachvollzogen und neuronalen Erkrankungen besser auf den Grund gegangen werden.

Originalveröffentlichung: Distel, M. et al.; "The centrosome neither persistently leads migration nor determines the site of axonogenesis in migrating neurons in vivo"; Journal of Cell Biology 2010

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