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Winzige Proteine sichtbar machen

Neue Methode Winzige Proteine sichtbar machen

Ein internationales Forscherteam aus Göttingen, Wien und Memphis, USA, hat neueste Methoden der Elektronenmikroskopie und der Proteinsynthese kombiniert und eine neue Dimension in der Darstellung von Molekülen erreicht.

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Korrekte Chromosomenverteilung: Neue Methode zeigt Funktionsweise großer Molekül-Maschinen.

Quelle: r

Göttingen. Alle Lebensformen der Erde pflanzen sich durch Teilung fort. Wenn sich Zellen teilen, müssen sie sicherstellen, dass ihre Nachkommen alle lebenswichtigen Inhalte erben. Am wichtigsten ist die korrekte Aufteilung und Weitergabe der genetischen Information, der DNA. Wenn bei diesem Schritt zu viele oder zu wenige Chromosomen in der Tochterzelle landen, bedeutet das oft den Tod dieser Zelle. Im schlimmeren Fall können Chromosomen-Abweichungen zur Entstehung von Krebs beitragen oder zu Fehlbildungen führen.

Die korrekte Aufteilung der Chromosomen wird durch große Moleküle ausgeführt. Das Team  um Jan-Michael Peters vom Wiener Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP), Holger Stark vom Göttinger Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie und Brenda Schulman vom St. Jude Children’s Research Hospital in Memphis (USA) hat diese „molekularen Maschinen“ mithilfe einer neuen Methode darstellen können.

Selbst große Moleküle bringen es auf kaum mehr als ein Zehntausendstel eines Millimeters – eine extreme Hürde für Forscher, die diese Moleküle und ihre Funktionsweise untersuchen. Eine am IMP entwickelte Technik erlaubt es, die großen Moleküle synthetisch herzustellen und durch gezielte Manipulation auf ihre Funktion zu schließen. Das Team kombinierte diese Methode mit einer weiteren Neuerung im Bereich der Elektronenmikroskopie, die Auflösungen im atomaren Bereich erlaubt. Die Proben werden dazu bei sehr tiefen Temperaturen gefroren und mit Elektronenstrahlen abgetastet, deren Detektoren mit extremer Präzision messen. Auf diese Weise gelingt es, Proteine sichtbar zu machen, deren Durchmesser weniger als ein Hundertstel eines menschlichen Haares beträgt. Die Arbeiten am Elektronenmikroskop wurden in der Abteilung Strukturelle Dynamik von Stark am MPI durchgeführt. „In Zukunft werden wir molekulare Prozesse in einer Detailtreue darstellen und verstehen können, wie wir es uns bisher nur erträumt haben“, so Stark.

Längerfristig, so hoffen die Wissenschaftler, wird ihre Arbeit dazu beitragen, fehlerhafte Chromosomenverteilungen und die daraus resultierenden Erkrankungen besser zu verstehen und womöglich zu verhindern.

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