Das Magazin - Ausgabe 03 - Systembiologie

Larve von Platynereis (mariner Wurm) in Differential-Interferenz-Kontrast dargestellt (Bild: Ulrike Engel).
skope, zwei Spinning-Disk-Konfokalmikroskope, zwei aufrechte
Fluoreszenzmikroskope, ein Mikroskop für TIRF (Total Internal
Reflection Fluorescence), zwei inverse Fluoreszenzmikroskope für
Multipoint-Lebendzellmikroskopie und das oben erwähnte N-SIM
für Superresolution verfügbar. Innerhalb der letzten fünf Jahre
wurden insgesamt 600 Wissenschaftler an den Mikroskopsystemen
von den vier NIC-Mitarbeitern angelernt, was bisher in
mehr als 100 Publikationen mündete. Die Forschungsprojekte erstrecken
sich auf ein weites Feld und beinhalten z.B. die Analyse
menschlicher Erkrankungen, die Erforschung der Wanderung
von Nervenzellen während der Gehirnentwicklung, die Bedeutung
von Kalziumwellen in der zellulären Signaltransduktion
sowie die Polarisierung von Zellen und deren Teilung. Sogar die
Bindung zwischen Proteinen kann lichtmikroskopisch dargestellt
werden. Die Mikroskopie ist in keinem Fall das einzige Werkzeug,
das zur Erforschung und dem Verständnis eines Mechanismus
führen kann, aber in Kombination mit der Molekularbiologie,
der Biophysik und der Biochemie können intelligente Versuche
entwickelt werden, um zu beweisen, dass ein Protein wie eine
Schere in einer Zelle wirken kann, oder dass eine Komponente
für das Ziehen der Spindel in die Tochterzellen verantwortlich
ist. Abbildung 4B zeigt beispielsweise wie chemisches Design in
der Biologie uns helfen kann, zu verstehen, wie Zellen sich am
Untergrund fest halten. Auf einem weichen Untergrund können
sich Zellen nicht anheften, wird jedoch dessen Festigkeit durch
Veränderung des pH-Wertes erhöht, flacht sich die Zelle ab und
verbindet sich mit dem Untergrund (Yoshikawa et al., 2011).
Das Nikon Imaging Center erlaubt es Wissenschaftlern, deren
Fachkompetenz sich nicht auf bildgebende Verfahren bezieht,
zur Lösung komplexer Fragestellungen von der modernen Mikroskopie
Gebrauch zu machen. Die innovative Instrumentierung
ist eines der notwendigen Bestandteile des Zentrums, die Fachexpertise
im Zentrum selbst, bezüglich der Anwendung und der
Planung der Experimente, ist die andere wichtige Voraussetzung.
Danksagung:
Wir danken Thomas Holstein, COS – Center for Organismal Studies
der Universität Heidelberg, für die Gründung des NIC, und
Günther Gerisch, MPI München, für das Bereitstellen von Zellen
und die Abwicklung der Dictyostelium-Experimente, sowie Nikon
und der DFG für ihre fortlaufende Unterstützung.
Referenzen:
Chi, K. R. (2009). Microscopy: Ever-increasing resolution. Nature
462, 675-8.
Duggan, A., Ma, C. and Chalfie, M. (1998). Regulation of touch
receptor differentiation by the Caenorhabditis elegans mec-3 and
unc-86 genes. Development 125, 4107-19.
Shaner, N. C., Patterson, G. H. and Davidson, M. W. (2007). Advances
in fluorescent protein technology. J Cell Sci 120, 4247-60.
Yoshikawa, H. Y., Rossetti, F. F., Kaufmann, S., Kaindl, T., Madsen,
J., Engel, U., Lewis, A. L., Armes, S. P. and Tanaka, M. (2011).
Quantitative evaluation of mechanosensing of cells on dynamically
tunable hydrogels. J Am Chem Soc 133, 1367-74.
Kontakt:
Dr. Ulrike Engel
Nikon Imaging Center
Bioquant, Universität Heidelberg
ulrike.engel@bioquant.uni-heidelberg.de
www.nic.uni-hd.de
Das NIC-team: Nicolas Dross, Christian Ackermann, Peter Bankhead,
Astrid Marx, Ulrike Engel (von links oben nach rechts unten).
Prof. Dr. Thomas Holstein
COS-Center for Organismal Studies
Universität Heidelberg
holstein@uni-hd.de
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Forschung Das Nikon Imaging Center der Universität Heidelberg
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