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Eine Triebfeder der Zellbewegung

07.05.2019 | Zellen bilden Scheinfüßchen, die kontinuierlich auswachsen und sich zurückziehen. Damit halten sie sich am Boden fest und ziehen sich vorwärts. Die Richtung, in die sich eine Zelle bewegt, wird in der Regel von chemischen Lockstoffen bestimmt. Fehlen solche externen Signale, begeben sich Zellen auf die Suche. Sie bewegen sich ein Stück in eine Richtung, bleiben stehen, bewegen sich eine Weile auf der Stelle und wandern in eine andere Richtung weiter. Dr. Milos Galic und das Forscherteam des Exzellenzclusters „Cells in Motion“ der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) gingen der Frage nach, wie diese Zellen es schaffen, ihre Bewegungsrichtung über einen längeren Zeitraum beizubehalten. Sie entdeckten, dass Krümmungen der Zellmembran der Geburtspunkt für einen Bewegungskreislauf sind: Durch mechanische Kräfte, die die Krümmung der Zellmembran bewirken, versammeln sich bestimmte Proteine, die diese Geometrie erkennen. Diese Proteine wiederum ermöglichen es der Zelle, Scheinfüßchen zu bilden, die sich beim Zurückziehen wieder krümmen. Wenn externe Signale fehlen, tritt eine Zelle somit nicht auf der Stelle, sondern kann sich über längere Distanz in eine Richtung bewegen und ihre Umgebung effizient absuchen. Bild: ©Isabell Begemann, Milos Galic

more_grey DOI: 10.1038/s41567-019-0505-9


Mikroben im T-Labyrinth

23.04.2019 | Die Forschungsgruppe um Professor Roman Stocker vom Institut für Umweltingenieur-wissenschaften der ETH Zürich hat ein spezielles Mikrofluidik-System entwickelt, mit dem sie die Bewegung Tausender einzelner Bakterien in einer Flüssigkeit auf kleinstem Raum beobachten können. Das System besteht aus einer Reihe von engen Kanälen, die sich auf einer dünnen Glasplatte verzweigen und so eine Art mikroskopisches Labyrinth bilden, durch das die Bakterien schwimmen. Die Bakterien beginnen alle am gleichen Ort – und trennen sich im Kanalsystem zusehends auf, weil sie bei jeder Verzweigung entscheiden müssen, ob sie nach oben oder nach unten weiterschwimmen. Die ETH-Forscher fanden selbst innerhalb einer Gruppe genetisch identischer Zellen – also in Klonen – Individuen, die einem Lockstoff gut folgen konnten (indem sie bei den Verzweigungen jeweils den Weg nach unten zur höheren Konzentration einschlugen) – aber auch solche, die sich im Labyrinth weniger gut zurechtfanden. Die Wissenschaftler erklären sich diese Verhaltensunterschiede damit, dass identische Gene in Geschwisterzellen unterschiedlich aktiv sind. Das führt dazu, dass die Zellen über verschiedene Mengen der entsprechenden Proteine verfügen. Die Vielfalt oder Heterogenität in der Chemotaxis kann für die Bakterie einen evolutiven Vorteil bedeuten. Bild: ©ETH Zürich

more_grey DOI: 10.1038/s41467-019-09521-2


Meet you there!

22.04.2019 | Vom 21. bis 23. Mai 2019 findet in Hannover die Laborfachmesse Labvolution statt zusammen mit einem Wissenschafts-Symposium, das von den Fachgesellschaften VAAM und GT gemeinsam mit BIOspektrum organisiert wird – spannende Fachvorträge in drei Sessions: Molekulare Zellbiologie, Genome Editing und Mikrobiomforschung. Durch die Veranstaltung führt Prof. Dr. Christine Lang von der MBCC Group, Berlin. Wir freuen uns auf Ihren Besuch am BIOspektrum-/ Springer-Verlags-Stand: Halle 20, Stand B49 und dem Gemeinschafts-Stand von VAAM und GT: Halle 20, Stand B49/1.

Hier wartet Ihr kostenloses Ticket für die LABVOLUTION 2019 auf Sie: Einfach den QR-Code scannen und registrieren. Weitere Informationen finden Sie hier:

more_grey Labvolution und Wissenschafts-Symposium


miRNAs im Zellkern

16.04.2019 | Während längere RNA-Moleküle, sogenannte lncRNAs (long non coding RNAs), verschiedene biologische Prozesse im Zellkern regulieren, ging man bislang davon aus, dass kurze RNA-Moleküle, sogenannte micro RNAs (miRNAs), im Zytoplasma aktiv sind. Dort hemmen sie die Translation bestimmter Proteine. Die Wissenschaftler um Guillermo Barreto vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim haben nun herausgefunden, dass miRNAs durchaus im Zellkern aktiv sein können. In einem bestimmten Bereich des Zellkerns, dem Nukleolus, entdeckte die Arbeitsgruppe einen Komplex, der neben Proteinen auch miRNA-Moleküle enthält. Innerhalb dieses, von den Wissenschaftlern MiCEE benannten, Molekülkomplexes kommt einer bestimmten miRNA eine Schlüsselfunktion zu. Die miRNA Mirlet7d verhindert die Transkription einer Reihe von Genen und zeigt somit, dass eine miRNA im Zellkern in die Regulation der Genexpression eingreifen kann.

more_grey DOI: 10.1038/s41588-018-0139-3


Designer-Organellen

01.04.2019 | Einem Forscherteam um den biophysikalischen Chemiker Prof. Dr. Edward Lemke an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, dem Institut für Molekulare Biologie (IMB) und dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) ist es gelungen, eine membranlose Organelle in einer lebenden Zelle zu erzeugen und damit selektiv Proteine herzustellen, in die synthetische Aminosäuren eingebaut sind. Über diese chemisch erzeugten Aminosäuren ist es möglich, die Zellen mit völlig neuen Funktionen auszustatten. Beispielsweise könnten fluoreszierende Bausteine eingebaut werden, die mit bildgebenden Verfahren einen Blick ins Innere der Zelle erlauben. Beim Bau der Designer-Organelle hat sich das Team vom Prinzip der Phasenseparation inspirieren lassen. Damit kann die Proteinbiosynthese an einem genau definierten Ort ablaufen, was für die Arbeit mit künstlichen Aminosäuren wichtig ist. Das Konzept kann möglicherweise als Plattform für das Design weiterer Organellen dienen und einen Weg aufzeigen, um semisynthetische Zellen und semisynthetische Organismen zu schaffen. ©Gemma Estrada Girona

more_grey DOI: 10.1126/science.aaw2644

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Die Polymeraseketten-reaktion (PCR) ist ein vielseitiges Werkzeug der Molekularbiologie, mit dem DNA-Fragmente in vitro vervielfältigt werden. In der biowissenschaftlichen Forschung ist die PCR daher ein essenzieller Bestandteil vieler Verfahren, die der Klonierung, Mutagenese oder dem Nachweis von Genen und Genfragmenten dienen. Neben der qualitativen Analyse ermöglichen weiterentwickelte PCR-Anwendungen, wie die real-time PCR, die Quantifizierung von DNA und gewähren in Kombination mit Protokollen zur cDNA-Synthese einen Einblick in die RNA-Ebene. Außerhalb der Grundlagenforschung werden PCR-basierte Anwendungen aufgrund ihrer hohen Sensitivität, Spezifität und Robustheit in der medizinischen Diagnostik, Forensik und Lebensmittelanalytik eingesetzt und finden Verwendung bei Vaterschaftstests oder der Geschlechtsbestimmung. Bild: © luchshen / Fotolia

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