Hausärzt:in 02/2024

Zellforschung: Neue Technik gibt Einblick in den Zellkern

Obwohl der Zellkern als Steuerzentrale lebenswichtiger Prozesse gilt, birgt er weiterhin Geheimnisse für die Wissenschaft. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der MedUni Wien hat nun eine Technik entwickelt, die einen bisher unerreichten Einblick in das Innerste der Zelle ermöglicht und die strukturelle Besonderheit im Zellkern sichtbar macht, die entscheidend für die Funktion der Zellen ist. 

Die Forschung zu den strukturellen Eigenschaften des Zellkerns hat lange Zeit die Wissenschaft beschäftigt. Es ist bekannt, dass diese Eigenschaften sorgfältig reguliert sein müssen, um eine korrekte Zellfunktion zu gewährleisten, und dass sie sich bei verschiedenen Krankheiten verändern können. Der Zellkern kann sich sowohl wie eine Flüssigkeit als auch wie ein Festkörper verhalten, was zu unterschiedlichen Steifigkeitsgraden führt. Allerdings ist unklar, wie diese strukturelle Besonderheit lebenswichtige Prozesse wie die komplexe Neuordnung während der Zellteilung oder die schnelle Synchronisierung von lebensnotwendigen Abläufen ermöglicht.

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Kareem Elsayad vom Zentrum für Anatomie und Zellbiologie der MedUni Wien hat eine Technik entwickelt, um die mechanischen Eigenschaften im Zellkern zu messen und darzustellen. Die Methode namens „Brillouin Light Scattering" misst die Streuung von Licht aus thermischen Schwingungen in einer Probe, um die Steifigkeit in Richtung des einfallenden Lichts zu berechnen. Durch die gleichzeitige Messung in allen Winkeln des Zellkerns konnten die Wissenschaftler:innen die hochdynamische Struktur abbilden.

Die Forschungsergebnisse könnten erklären, wie der Zellkern durch seine besonderen Eigenschaften in der Lage ist, lebenswichtige Prozesse effizient zu steuern. Dies könnte auch zum Verständnis von pathologischen Anomalien und der Entstehung von Krankheiten beitragen. Zukünftige Studien sollen die Erkenntnisse vertiefen und die molekulare Grundlage der mechanischen Eigenschaften des Zellkerns weiter klären.

Die Ergebnisse der Studie wurden im renommierten Journal „Nature Photonics" veröffentlicht.

Brillouin light scattering anisotropy microscopy for imaging the viscoelastic anisotropy in living cells