Bildgebung: Sonde dringt in Zellkosmos vor

24. September 2014
Teilen

Wissenschaftler haben ein neues Verfahren zur Untersuchung zellulärer Strukturen mit hochauflösender Bildgebung entwickelt. Damit ist es nun möglich, Zellen zu markieren und Organellen anhand ihrer Proteine zu unterscheiden.

Prof. Dr. Silvio O. Rizzoli (Exzellenzcluster und DFG-Forschungszentrum für Mikroskopie im Nanometerbereich und Molekularphysiologie des Gehirns, Universitätsmedizin Göttingen) hat zusammen mit seinem Team ein neues Verfahren zur Markierung von Membranen in Zellen entwickeln. Dieses erweitert die Anwendbarkeit hochauflösender Mikroskopie für biologische Präparate und Fragestellungen. Das Verfahren hilft zu verstehen, wie sich Zellen erneuern, ihre molekularen Bestandteile verteilen und innerhalb der Zelle transportieren.

Die Fixierung von Zellen

Alle Zellen müssen ihre Membranen stetig erneuern, um beispielsweise Nährstoffe aufzunehmen, Sekrete abzugeben und Membranproteine auszutauschen. Mehrere Strukturen der Zelle, wie die Plasmamembran, das Endoplasmatische Retikulum, der Golgi Apparat, Endosomen und Vesikel, sind an jedem dieser Prozesse beteiligt. Diese zellulären Strukturen werden auch als „Organellen“ bezeichnet. Bisher war es kaum möglich, diese Organellen auf ihre Proteine hin zu untersuchen.

Das Problem hierbei ist: Sowohl die Membranen, die sich erneuern, als auch die spezifischen Proteine desselben Organells müssen gleichzeitig markiert werden. Bislang wurde dafür die Membran des sich erneuernden Organells mit einem Fluorophor markiert und zur selben Zeit die Antikörper der spezifischen Proteine gefärbt. Für die Färbung müssen die Zellen fixiert werden. Allerdings gilt: Fast alle Farbstoffe, die in lebenden Zellen bestmöglich funktionieren, sind nur schlecht fixierbar und gehen während der Antikörperbehandlung verloren.

Eine Sonde zur Membranmarkierung

Das Forscherteam um Natalia Revelo, Erstautorin der Publikation, hat nun eine Membran-Sonde entwickelt, die dieses Problem umgeht. Die mCLING-Sonde (membrane-binding-fluorophore-Cysteine-Lysine-Palmitoyl Group-Sonde) besteht aus einem kurzen Polypeptid, das an einen Membrananker und einem Fluorophor gekoppelt ist. Die Studie zeigt, dass mCLING eingesetzt werden kann, um die Plasmamembran zu markieren. Gleichzeitig erlaubt das Verfahren, bestimmte Organellen anhand ihrer spezifischen Proteine zu unterscheiden. Selbiges gelingt auch, wenn die Organellen dicht beieinander liegen. Zusätzlich kann das Verfahren sogar mit fixierten Zellen und Geweben durchgeführt werden.

Mit Hilfe der mCLING-Sonde in verschiedenen wichtigen biologischen Modellsystemen konnten die Wissenschaftler bereits lange bestehende Fragen im Bereich des Membranrecyclings lösen. Darüber hinaus könnte das mCLING-Verfahren zur Analyse weiterer Prozesse eingesetzt werden, wie zum Beispiel für Untersuchungen zur Struktur und molekularen Organisation isolierter Zellorganellen in vitro oder zur Verteilung von Proteinen auf den Membranen verschiedener Zelltypen.

Orignalpublikation:

A new probe for super-resolution imaging of membranes elucidates trafficking pathways
Natalia H. Revelo et al.; The Journal of Cell Biology, doi: 10.1083/jcb.201402066; 2014

7 Wertungen (4.71 ø)

Die Kommentarfunktion ist nicht mehr aktiv.

Copyright © 2017 DocCheck Medical Services GmbH
Sprache:
DocCheck folgen: