Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

164 C. Cremer
3D-Bildaufnahme oder 3D-Bildanalyse ist, bedarf weiterer Untersuchung.
Selbst wenn sich der bisherige Eindruck erheblicher Variabilität bestätigen
sollte, würde dies immer noch mit einem hohen funktionellen Ordnungsgrad
vereinbar sein, wie er z.B. in dem oben skizzierten ICD-Modell postuliert
wurde. Denkbar wäre z.B. ein Aufbau der Chromosomenterritorien aus einer
Reihe von Subdomänen mit einem hohen räumlichen Ordnungsgrad der Subdomänen,
die sich jedoch aufgrund von Verbindungselementen aus stärker
flexiblen Chromatinfasern gegeneinander verschieben können.
8.3.5 Dynamik der Kernarchitektur
Da die Chromosomenterritorien dreidimensionale Gebilde darstellen, müssen
quantitative Untersuchungen zu ihrer Verteilung im Zellkern auf bestimmte
Referenzgrößen bezogen werden, wie z.B. den Abstand von markierten Zentromerregionen
homologer und nichthomologer Chromosomen voneinander;
den Abstand bestimmter Zentromerregionen vom Kernmittelpunkt bzw. von
der Kernhülle; den aus Painting-Daten berechneten Abstand von Schwerpunkten
von Chromosomenterritorien von einander bzw. vom Kernmittelpunkt
oder von der Kernhülle.
In teilungsaktiven menschlichen Zelltypen, wie z.B. Amnionflüssigkeitszellen,
Fibroblasten, oder phytohämagglutinstimulierten Lymphozyten, wurde
eine erhebliche Zelle-zu-Zelle Variabilität der räumlichen Verteilung von
Zentromerregionen spezifischer Territorien nach In-situ-Hybridisierung fixierter
Kerne beobachtet. Dabei wurden zunächst konventionelle Verfahren der
Lichtmikroskopie [36] oder der konfokalen Fluoreszenzmikroskopie [75] eingesetzt.
Mit Hilfe der Anwendung der axialtomographischen Mikroskopie und
der Bestimmung der Schwerpunkte der markierten Zentromerregionen durch
digitale Bildanalyse gelang es, die dreidimensionalen (euklidischen) Abstände
von Zentromerregionen voneinander bzw. vom Kernmittelpunkt erheblich exakter
als bislang möglich zu ermitteln [29]. Die mit Hilfe von CLSFM ermittelten
Distanzen zwischen den Schwerpunkten der Chromosomenterritorien #7
und #X [35] änderten sich bei Anwendung des Cavalieri-Estimators mit verschiedenen
Schwellwerten nur geringfügig, im Mittel um weniger als 100 nm
(P. Edelmann et al., unveröff. Resultate).
Andere konfokale Untersuchungen zur Verteilung markierter Zentromerregionen
in fixierten menschlichen Zellen zeigten Änderungen in der Verteilung
der Chromosomenterritorien als Funktion des Zellzyklus [37, 52].
Kürzlich gelang es, chromosomale Zentromerbereiche auch in lebenden
menschlichen Zellen durch Fluoreszenzmarkierung zu visualisieren und erste
CLSFM-Beobachtungen durchzuführen [88]. Diese Ergebnisse bestätigten
die Vermutung einer erheblichen Bewegungsdynamik von chromosomalen Abschnitten
in vivo, die in den untersuchten Interphasezellen in wenigen Minuten
zu Ortsveränderungen bis zu etwa 1/10 des Kerndurchmessers führte.
Eine von Zelle zu Zelle und auch innerhalb der Einzelzelle variable räumliche
Verteilung von Chromosomenterritorien sollte zahlreiche Kontakte eines