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Forschung an lebenden Zellen: Die Protein-Spione

Österreichische Forscher haben ein Gerät entwickelt, mit dem sich erstmals "Fingerabdrücke" einzelner Moleküle in lebenden Zellen machen lassen. Eine kleine Revolution.



Der "Fingerabdruck" eines Proteins an der Außenwand einer lebenden menschlichen Zelle aufgenommen mit dem Cytoscout
Picture by Johannes Kepler Universität Linz

Manchmal braucht es großen Aufwand, um etwas ganz Kleines aber Wichtiges zu erreichen. In diesem Fall ist es ein Heer von österreichischen Wissenschaftern verschiedenster Sparten, das nötig ist, um ein winziges Molekül, ein Protein, an der Außenwand einer lebendigen menschlichen weißen Blutzelle sichtbar zu machen.

Mathematiker, Molekularbiologen, Physiker, Ärzte und Techniker aus dem Linzer Raum, aus Salzburg und aus Wien arbeiten seit vergangenem Jahr fächerübergreifend fieberhaft an einem Gerät, das diesen bisher unmöglichen Blick in das Miniatur-Getriebe des Lebens möglich macht. Und das Wissenschaftsministerium fördert die viel versprechenden Arbeiten im Rahmen des österreichischen Genom-Projektes mit mehr als fünf Millionen Euro Entwicklungskapital.

In den Testanlagen des Instituts für Biophysik der Johannes Kepler Universität in Linz steht nun ein erster Prototyp dieses so genannten "Cyto-Scouts", von dem die Landesorganisation "Upper Austria Research" hofft, ihn in alle Welt an zellbiologische und immunologische Labors verkaufen zu können.

Nachdem die Kundschaft dafür voraussichtlich mehr als 150.000 Euro pro Stück wird hinblättern müssen, was den "Cyto-Scout" mit seinen Lasern, Linsen, Spiegeln, einem Fluoreszenzmikroskop und einer besonders hochauflösenden Spezialkamera in die Preisklasse eines luxuriösen Porsche Cabrios hebt, fragt man sich, was dieses Gerät eigentlich kann, das es für die Forschung so wertvoll macht.

Dr. Gerhard Schütz, der das Proteomik-Projekt in Linz leitet: "Die Forschung weiß heute in groben Zügen, wie eine DNA im menschlichen Körper funktioniert, und man versucht sich beim Klonen von Mäusen, Schafen und Kühen, auch um nähere Einblicke in die komplizierten Gesetze der Natur zu bekommen und die Prozesse des Lebens steuern zu lernen. Tatsache ist aber, dass wir leider noch immer viel zu wenig über die genauen Vorgänge in den lebenden Zellen, über die vielen kleinen Bio-Roboter und -Maschinen wissen, die dort tagtäglich auf ein paar Millionstel Millimeter Raum ihre faszinierende Arbeit verrichten."

Leider waren bis jetzt selbst die besten optischen Mikroskope noch nicht in der Lage, einzelne Moleküle in lebenden Zellen, wie zum Beispiel Proteine oder Lipide an der Membran eines weißen Blutkörperchens, bei ihrer Transporttätigkeit "auszuspionieren". Und hochauflösende Elektronen-Mikroskope können nur eine Momentaufnahme von totem Gewebe, nicht aber einen Ablauf von Bewegungen im Bereich von millionstel Millimetern zeigen. Durch die neue österreichische Entwicklung wird so eine "Spionage", das Ins-Visier-Nehmen einzelner Moleküle am lebenden Objekt und das Erstellen eines "Fingerabdruck" zum ersten Mal möglich gemacht.

In einem zweiten Schritt soll die Entwicklung des "Cyto-Scout" nun so vorangetrieben werden, dass man bestimmte winzige Botenstoffe in der Blutbahn, wie zum Beispiel Hormone, auch trotz ganz geringer Konzentration nachweisen kann. Mit dieser Analysemethode ließen sich in Zukunft schwere Krankheiten wie zum Beispiel Blutkrebs früher erkennen. Auch die für Untersuchungen benötigten Blut- und Gewebeproben könnten auf diese Weise viel kleiner ausfallen, was die Belastung für die Patienten verringert.

Stolz ist man im Institut für Biophysik in Linz besonders darauf, dass so viele Forschungsrichtungen ihr Spezialwissen in das neue Gerät haben einfließen lassen. Dr. Schütz: "Ohne dieses vernetzte Arbeiten quer durch mindestens fünf Berufssparten wäre dieser Erfolg nie und nimmer zustande gekommen."


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© Eine Reportage von T. Micke (14-09-03) – Kontakt