Wundverschluss der Fruchtfliege: Welche Genfunktionen steuern die Bewegung von Blutzellen?

Cells in Motion – der Audiopodcast | Folge 7

Fotos

Im Fruchtfliegen-Labor: Die Fliegen werden in Röhrchen gehalten und mit Nährflüssigkeit aus Apfel-Agar und Hefe versorgt. Die Larven in diesem Behälter haben sich bereits größtenteils verpuppt.
© CiM - Heiner Witte
  • Dr. Sven Bogdan (links) leitet den biologischen Part des Projekts. Mit Doktorand Moritz Sander untersucht er das Wandern von Zellen. Die Video-Aufnahme stammt aus einem hochauflösenden Fluoreszenz-Mikroskop.
    © CiM - Heiner Witte
  • Die Arbeitsgruppe um Sven Bogdan hat eine Sammlung verschiedener Fliegenstämme.
    © CiM - Heiner Witte
  • Doktorandin Meike Bechtold holt Fruchtfliegen zur Untersuchung unter dem Mikroskop aus dem Lagerraum, in dem die Fliegenstämme bei konstanten 18°C aufbewahrt werden.
    © CiM - Heiner Witte
  • Die mechanische Kraft hinter der Zellbewegung wird vom sogenannten Cytoskelett ausgeübt - hier von Doktorandin Anna Julia Squarr rot schraffiert. Was dieses Skelett steuert, wollen die Biologen herausfinden. Doch dafür…
    © CiM - Heiner Witte
  • … benötigen sie genaue Statistiken. Die Informatiker um Prof. Dr. Xiaoyi Jiang (links) verwandeln deshalb die mikroskopischen Videoaufnahmen mithilfe von Algorithmus-Programmen in Zahlen.
    © CiM - Frank Schlegel

Bei einer Verletzung wandern Blutzellen zur Wunde hin, um sie zu verschließen. Die treibende Kraft innerhalb der Zellen ist dabei ein Netzwerk aus sogenannten Aktin-Proteinen. Zellbiologe Dr. Sven Bogdan  will erforschen, welche Genfunktionen wiederum das Aktin so beeinflussen, dass es eine zielgerichtete Zellbewegung möglich macht. Dazu untersucht er die Fruchtfliege Drosophila melanogaster, die bei der Analyse von Genfunktionen seit rund 100 Jahren als Modellorganismus dient.

Das Projekt wäre ohne die interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Fächer undenkbar. Damit die Biologen ihre zahlreichen Bild- und Videodaten zur Zellbewegung im großen Stil verwerten können, brauchen sie einen Rechner, der diese automatisch und fehlerlos analysiert. Zu diesem Zweck haben ihre Kollegen aus dem Institut für Informatik unter der Leitung von Prof. Xiaoyi Jiang  ein Computerprogramm entwickelt, das mit Algorithmen arbeitet. Das Programm erfasst Zellen nicht nur in ihrer dynamischen Form und Bewegung, sondern zieht bereits vergleichend Rückschlüsse auf die damit verbundenen Genfunktionen. Durch dieses mathematische Verfahren bekommen die Biologen statistisch relevante Ergebnisse, die sie mit dem Blick durch das Mikroskop oder auf den Bildschirm niemals erzielen könnten.