Eine Reise ins Innere der Zelle

Am Institut für Molekulare Mechanismen bei Krankheiten der Universität Zürich kombinieren wir Zell- und Molekularbiologie mit Biochemie, um besser verstehen zu können, welche Bedeutung verschiedene Zellfunktionen für die Entstehung von Krankheiten und für deren Therapie haben.

Am Institut für Molekulare Mechanismen bei Krankheiten entwickeln Zell- und Molekularbiologen zusammen viele verschiedene Wege, um Strukturen und die ablaufenden Prozesse im Inneren der Zelle zu beleuchten und zu verstehen. Wir arbeiten konzentriert daran, die Zelle als kleinste Untereinheit unseres Körpers besser zu verstehen. Geht es unseren Zellen schlecht, leidet der ganze Körper. Viele Krankheiten entstehen erst dadurch, dass die molekularen Abläufe in unseren Zellen gestört sind. Insbesondere auf der Ebene der DNA, der Gene und ihrer Regulation können Fehlfunktionen schwerwiegende Folgen für die Zellen haben. Der Zellstoffwechsel kann beispielsweise so gestört werden, dass es zu Diabetes (Blutzuckerkrankheit) kommt. Mutationen in der Erbsubstanz können die Entstehung von Krebs begünstigen. Eine deregulierte Antwort von Immunzellen kann zu einer chronischen Entzündung führen. Und wenn die Genregulation nicht richtig funktioniert, wissen manche Zellen nicht einmal mehr, welche Aufgabe sie im Körper eigentlich haben. Da Zellen sehr klein sind (eine Zelle ist etwa 100 Mal kleiner als ein Stecknadelkopf), brauchen die Biologen Mikroskope, um sie zu sehen. Oder sie verwenden andere, zum Teil recht komplizierte bildgebende Verfahren, um ins Innere der Zellen zu blicken und den molekularen Mechanismen bei der Arbeit zuzuschauen. Diese Verfahren werden im Forschungslabor durchgeführt, dauern oft mehrere Tage und basieren auf einer sehr präzisen Abfolge vieler verschiedener Arbeitsschritte. Falls der Versuch geklappt hat, wissen wir am Ende ein kleines bisschen besser über die Zelle Bescheid. Basierend auf den neuen Erkenntnissen planen wir danach schon den nächsten Versuch. Das Fragen hört nämlich nie auf.


Vorläuferzellen können im Labor zu Muskelzellen differenziert werden, die kontrahieren. Aufgenommen von Lavina Bisceglie, Arbeitsgruppe Hottiger
Durch Live-Cell-Microscopy und Single-Cell-Tracking kann die Dynamik zellulärer Stressreaktionen untersucht werden. Die mehrtägigen Time-Lapse-Aufnahmen wurden durchgeführt von Sinan Kilic, Arbeitsgruppe Altmeyer.
Durch eine so genannte Immunfärbung können Zellkern und Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle, sichtbar gemacht werden. Aufgenommen von Ann-Katrin Hopp, Arbeitsgruppe Hottiger. Durch eine so genannte Immunfärbung können Zellkern und Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle, sichtbar gemacht werden. Aufgenommen von Ann-Katrin Hopp, Arbeitsgruppe Hottiger.
Zellzusammenschlüsse bilden die Grundlage für die Organentstehung. Manchmal bilden sich dabei interessante Formen aus, wie hier diese herzförmige Ansammlung von Prostatazellen. Zellzusammenschlüsse bilden die Grundlage für die Organentstehung. Manchmal bilden sich dabei interessante Formen aus, wie hier diese herzförmige Ansammlung von Prostatazellen.
Genomweite Messungen von epigenetischen Modifikationen und computergestützte Analysen erlauben uns besser zu verstehen wie Gene spezifisch ein- und ausgeschaltet werden. Messungen und Analyse von Christina Ambrosi, Arbeitsgruppe Baubec. Genomweite Messungen von epigenetischen Modifikationen und computergestützte Analysen erlauben uns besser zu verstehen wie Gene spezifisch ein- und ausgeschaltet werden. Messungen und Analyse von Christina Ambrosi, Arbeitsgruppe Baubec.
Fettzellen (Adipozyten) können im Labor zu Forschungszwecken kultiviert werden. Intrazelluläre Fettdepots erscheinen dabei als Bläschen. Wichtige Stoffwechselprodukte und Enzyme können mittels Immunfärbung visualisiert werden (AcetylCoA in rot, ACLY in grün). Aufgenommen von Zyanya Díaz und Tian Gao, Arbeitsgruppe Verdeguer. Fettzellen (Adipozyten) können im Labor zu Forschungszwecken kultiviert werden. Intrazelluläre Fettdepots erscheinen dabei als Bläschen. Wichtige Stoffwechselprodukte und Enzyme können mittels Immunfärbung visualisiert werden (AcetylCoA in rot, ACLY in grün). Aufgenommen von Zyanya Díaz und Tian Gao, Arbeitsgruppe Verdeguer.
In der MSRU werden mittels Tissue Engineering künstliche Gewebe entwickelt, die der Gewebetransplantation dienen sollen. Dargestellt sind Zellen, die aus einer Bandscheibe eines Schafes gewonnen wurden, und auf einer künstlichen Trägersubstanz im Labor wachsen. Bilder von Salim Darwiche und Andrea Laimbacher, MSRU. In der MSRU werden mittels Tissue Engineering künstliche Gewebe entwickelt, die der Gewebetransplantation dienen sollen. Dargestellt sind Zellen, die aus einer Bandscheibe eines Schafes gewonnen wurden, und auf einer künstlichen Trägersubstanz im Labor wachsen. Bilder von Salim Darwiche und Andrea Laimbacher, MSRU.



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