Durchdringende Blicke

News: Durchdringende Blicke

Die Aktivität eines Gens verfolgen zu können, egal wo in einem Organismus es sich befindet, würde einen immensen Fortschritt für die Wissenschaft bedeuten. Nun sind Forscher diesem Ziel ein wenig näher gekommen, indem sie ein Magnetresonanz- Bildgebungsverfahren (MRI) so weiter entwickelten, dass sich damit die Expression eines Markergens sogar tief im Innern eines Tieres sichtbar machen lässt. Die Wissenschaftler hoffen, dass sich so Expressionsmuster in lebenden Mäuseembryonen darstellen lassen und neue Einsichten in die Rolle verschiedener Gene in der Entwicklung gewonnen werden können.

Bisher konnten Wissenschaftler nur die Expression von Genen in Geweben sichtbar machen, die lichtdurchlässig sind. Häufig zerstören aber die in gängigen konfokalen Mikroskopie-Verfahren benutzten Wellenlängen die Zellen – was die Untersuchung der Genaktivität in lebenden Embryonen über einen längeren Zeitraum unmöglich macht. Die auf Magnetresonanz beruhenden Bildgebungsverfahren können dagegen auch lichtundurchlässige Gewebe "durchleuchten". Des weiteren sind sie für die Untersuchung von lebenden Objekten besser geeignet, da sie die Zellen weniger schädigen.

Thomas J. Meade und seine Mitarbeiter vom Biological Imaging Center des Beckman Institute in Pasadena entwickelten nun ein Kontrastmittel, das nur in Anwesenheit eines bestimmten Gens aktiviert wird. Dieses Kontrastmittel (EgadMe) liefert ausschließlich dann ein kräftiges Signal, wenn es dem Genprodukt – beta-Galaktosidase – ausgesetzt ist. Das Enzym spaltet einen Zuckerrest vom EgadMe-Molekül ab und setzt dadurch Atome im Kontrastmittel frei, die wiederum mit Wassermolekülen in Wechselwirkung treten. Dadurch wird ein erkennbares magnetisches Signal erzeugt (Nature Biotechnology vom März 2000).

Um das System zu testen, injizierten die Wissenschaftler EgadMe in zweizellige Xenopus-Embryonen. Danach brachten sie in nur eine der beiden Zellen eines jeden Versuchkeimlings für b-Galaktosidase codierende Nucleinsäure ein. Als das vollentwickelte Tier dann mit dem MRI-Gerät untersucht wurde, produzierten die Gewebetypen, die aus der behandelten Zelle hervorgingen, ein Signal von hoher Intensität, das in Echtzeit verfolgt werden konnte. Die Forscher wiesen dann mit herkömmlichen Methoden nach, dass es sich tatsächlich um Zellen handelt, in denen das Gen für b-Galaktosidase aktiv ist.

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