12 Die Milbengruppe Von links nach rechts Michael Heethoff, Michael Laumann (Doktorand), Sebastian Schmelzle (Diplomand), Uwe Kurz (Diplomand), Paavo Bergmann (Doktorand). Michael Heethoff geboren 1973 in Wiesbaden. Studium der Biologie an der TU Darmstadt. Promotion 2003 bei Prof. Dr. Scheu, Abteilung für Tierökologie. 2000–2001 Stipendiat der Landesgraduiertenförderung des Landes Hessen. Von 2002–2004 Mitglied und studentischer Sprecher des biologisch-physikalischen Graduiertenkollegs 340. Seit 2004 als wissenschaftlicher Assistent an der Universität Tübingen, Abteilung für Evolutionsbiologie der Invertebraten (Prof. Dr. Betz). Mehrere Forschungsaufenthalte an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble. Seine Forschungsschwerpunkte: Evolutionsbiologie, Entwicklungsbiologie und Funktionsmorphologie von Hornmilben. müssen nicht präpariert werden, die Methode ist also nicht invasiv. Folglich kann die Lage und Struktur der allermeisten Organe und Gewebe in ihrer natürlichen Orientierung im Organismus untersucht und 3-dimensional visualisiert werden. Einblicke ins Innere Die so gewonnenen Daten lassen sich nun bezüglich spezifischer Gewebe (z.B. Muskelsystem, Nervensystem, Verdauungssystem, Reproduktionsapparat; Abb. 3) segmentieren und darstellen. Besonders für funktionsmorphologische Untersuchungen ist dies hilfreich, da Muskelgruppen in ihrer natürlichen Lage, inklusive ihrer Arbeitswinkel, vermessen werden können. Aber auch entwicklungsbiologisch lassen sich wertvolle Informationen gewinnen – der Entwicklungszustand der Eier und Embryonen kann im Tier in verschiedenen Stadien der Reifung beobachtet werden – dies war bislang mit histologischen Techniken unmöglich. Auch die großen Kerne der Keimbahnzellen lassen sich erkennen und deren Teilungsvorgänge somit prinzipiell im Reproduktionssystem verorten. > heethoff@gmx.de Literatur [1] Maraun, M., Heethoff, M., Schneider, K., Scheu, S., Weigmann, G., Cianciolo, J., Thomas, R. H., Norton, R. A. (2004). Molecular phylogeny of oribatid mites (Oribatida, Acari): evidence for multiple radiations of parthenogenetic lineages Exp. Appl. Acarol. 33: 183-201. [2] Laumann, M., Norton, R. A.,Weigmann, G., Scheu, S., Maraun, M., Heethoff, M. (2007). Speciation in the parthenogenetic oribatid mite genus Tectocepheus (Acari, Oribatida) as indicated by molecular phylogeny, Pedobiologia 51: 111-122. [3] Heethoff, M., Domes, K., Laumann, M., Maraun, M., Norton, R. A., Scheu, S. (2007). High genetic divergences indicate ancient separation of parthenogenetic lineages of the oribatid mite Platynothrus peltifer (Acari, Oribatida). J. Evol. Biol. 20: 392-402. [4] Heethoff, M., Laumann, M., Bergmann, P. (2007) Adding to the reproductive biology of the parthenogenetic oribatid mite Archegozetes longisetosus (Acari, Oribatida, Trhypochthoniidae). Turk. J. Zool. 31: 151-159. [5] Betz, O., Wegst, U., Weide, D., Heethoff, M., Helfen, L., Lee, W.-K., Cloetens, P. (2007). Imaging applications of synchrotron x-ray micro-tomography in biological morphology and biomaterial science. I. General aspects of the technique and its advantages in the analysis of arthropod structure. J. Microsc. 22: 51-71. [6] Heethoff, M., Helfen, L., Cloetens, P. (2008). Non-invasive 3D-visualization of the internal organization of microarthropods using synchrotron X-ray-tomography with sub-micron resolution. JOVE 15: doi:10.3791/737 [7] Heethoff, M., Cloetens, P. (2008). A Comparison of Synchrotron X-ray Phase Contrast Tomography and Holotomography for Non-Invasive Investigations of the Internal Anatomy of Mites. Soil Organisms: in press. Das besondere Methoden-Paper Verbessertes Northern-Blot-Protokoll erhöht die Sensitivität für kleine RNA In Ausgabe 3 von Nature Protocols stellen Pall und Hamilton [1] eine neue Variante der RNA-Hybridisierung (Northern Blot) vor, die besonders bei der Untersuchung kleiner RNA-Moleküle ein entscheidendes Plus an Sensitivität bringt. Bei der herkömmlichen Northern-Blot-Methode wird RNA nach der Elektrophorese auf eine Nylon-Membran übertragen und durch UV-Licht fest mit der Membranoberfläche verbunden. Die feste Verbindung zwischen RNA und Membran ist nötig, um 1. die RNA vor Abbau zu schützen und 2. die RNA für die Hybridisierung mit markierten Sonden zugänglich zu machen. In der neu vorgestellten Variante erfolgt die Vernetzung von RNA und Transfermembran nicht mehr per UV-Licht, sondern rein chemisch mit EDC als Crosslinker. EDC (1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimid) wird schon seit längerem in Kopplungs- oder Konjugationsreaktionen eingesetzt [siehe z. B. 2,3]. Die Autoren zeigen eindrucksvoll den Vorzug der EDCvermittelten RNA-Bindung an Nylon-Transfermembrane: Besonders kürzere RNA-Moleküle werden bis zu 50-fach effizienter gebunden als mit UV-Licht. Ein bedeutender Vorteil bei der Analyse von RNA mit regulatorischen Funktionen wie miRNA und siRNA, denn solche regulatorischen RNA-Moleküle sind in der Regel kleiner als 30 Nukleotide. Übrigens: EDC hat bei AppliChem die Kat.-Nr. A1438, die geeignete Pure Nylon Neutral Transfermembran (mit 0,45 µm Porengröße) hat Kat.-Nr. A5248. Alle weiteren Puffer und Reagenzien (mit Ausnahme der Radioisotope) gibt’s ebenfalls im dicken AppliChem General Catalog 2008/09. [1] Pall, GS und Hamilton, AJ (2008) Nature Protocols 3, 1077-1084 [2] Thomas, JO et al. (1978) J. Mol. Biol. 123, 149-161 [3] Previero, A et al. (1973) FEBS Lett. 33, 135-138 > MM Abb. 3 Beispiele von segmentierten 3D-Rekonstruktionen aus Synchrotron-Röntgen-Tomographie-Daten Sequenzanalyse Raman-Spektroskopie an RNA-Einzelsträngen Die herkömmlichen Techniken zur DNA-Sequenzierung verwenden große Mengen an DNA und sind nicht in der Lage, die Basenzusammensetzung eines Stranges direkt auszulesen. Es besteht deshalb großes Interesse, Methoden zu entwickeln, mit deren Hilfe sich die Informationen über die verschiedenen Basenpaare auslesen lassen, ohne dass dazu eine Markierung von RNA oder DNA erforderlich ist. Arbeiten dazu wurden bisher publiziert, wie das Ziehen von DNA-Einzelsträngen durch Nanoporen, das Detektieren der elektrischen Eigenschaften und die Herleitung der Sequenz sowie Versuche zur rastertunnelmikroskopischen Sequenzierung von DNA. Das Problem beim letztgenannten Verfahren ist der niedrige Kontrast, der gewöhnlich einen statistischen Ansatz zur Evaluierung der Daten erfordert. Elena Bailo und Volker Deckert konnten nun zeigen, dass beim Einsatz von nahfeldoptischen Techniken in Kombination mit Schwingungsspektroskopie eine direkte Identifizierung der Basen mit hohem Kontrast an isolierten RNA-Einzelsträngen möglich ist (Angew. Chem. 2008, 120, 1-6). Sie verwendeten dazu die spitzenverstärkte Raman-Streuung (tip-enhanced Raman scattering, TERS), die sich mit wenigen Sekunden Aufnahmezeit als eine schnelle und hochempfindliche Methode mit einer lateralen Auflösung bis hin zu einigen Nucleobasen erweist. Spektren, die mithilfe von TERS von einem RNA-Einzelstrang aus einem Cytosin- Homopolymer (poly(C)) erhalten wurden, konnten in einer Auflösung von wenigen Nuc- leobasen gemessen werden. Die Resultate demonstrieren, welches Potenzial dieses Prinzip für die Identifizierung der Zusammensetzung und die Sequenzierung polymerer Biomakromoleküle (DNA, RNA, Peptide) haben könnte. Die vorliegenden TERS-Experimente sind bezüglich ihrer Empfindlichkeit sehr zufrieden stellend. Das ermittelte Signal-/Rausch-Verhältnis von ca. 200 stammt von 30–60 Basen unterhalb der TERS-Spitze. Unter der Annahme, dass eine homogene Signalverstärkung von jeder einzelnen Nucleobase mit einem Signal-/ Rausch-Verhältnis von 3–7 zum Spektrum beiträgt, sollte jede einzelne Base unterscheidbar sein. > GS A Versuchsanordnung für das TERS- Experiment eines RNA-Einzelstranges. B Detailansicht in Größe des Laserfokus c Detailansicht bei Vergrößerung bis auf die Größe der Spitze B 200 nm 5 nm c RNA Raman- Signal AFM-Spitze A Laser- Anregung
DIE ZUKUNFT LIEGT IN IHRER HAND Unsere neuen Technologien ermöglichen Ihnen eine vollständige Funk-Fernbedienung. Das neue Laborpumpensystem der Serie SC 920 überzeugt mit leichter Bedienbarkeit und hebt Präzision und Leistung auf ein neues Niveau. Das schnell und präzise arbeitende System ist durch seine kabellose Fernbedienung besonder platzsparend und ermöglicht stets eine einfache Steuerung des Vakuums. Das System bietet Ihnen vier verschiedene Betriebsmodi und eine Fülle neuer Funktionen, die Sie jederzeit von jedem Winkel des Labors oder ihrem Arbeitsplatz aus steuern können. www.knflab.com KNF Neuberger GmbH Alter Weg 3, D-79112 Freiburg, Germany Tel: 07664-5909-0 Fax: 07664-5909-99 E-mail: info@knf.de First class pumps for first class science
Change language