Automatisches Analysewerkzeug für JAILs

Ein neu entwickeltes Analysewerkzeug erkennt in Mikroskopie-Videos automatisch neu entstandene JAILs.
© Seebach/Wirth

Projekttitel: Quantitative analysis of local subcellular cell junction activity by JAIL formation and its impact on endothelial cell migration and barrier function
Projektleitung: Jochen Seebach, Benedikt Wirth
Projektlaufzeit: 07/2016 - 10/2018
Projektkennziffer: FF-2016-15

Seit kurzem haben Forscher aus Münster entdeckt: Spezielle Zellfortsätze, sogenannte Junction Associated Intermittent Lamellipodia (JAIL), entscheiden, wie fest Endothelzellen miteinander verbunden sind. Endothelzellen kleiden Blutgefäße aus. Es bilden sich kreisförmige, flache Zellfortsätze (Lamellipodien), die andere Zellen überlappen. Forscher nehmen an, dass JAILs nicht nur für die Wundheilung wichtig sind, sondern auch bei Entzündungen oder für die Gefäßentwicklung. Viele Details sind allerdings noch unklar: Wie viele JAILs sind nötig, um Lücken zwischen Zellen zu schließen? Reichen einige wenige an den passenden Stellen schon aus? Wann und wo entstehen JAILs? Wie groß sollten sie sein?

Um solche Fragen beantworten zu können, entwickeln die Arbeitsgruppen von Mathematiker Prof. Benedikt Wirth und Chemiker Dr. Jochen Seebach in diesem CiM-Projekt ein Analysewerkzeug. Damit wollen sie mikroskopische Zeitrafferaufnahmen nicht nur automatisch nach JAILs durchsuchen können. Sie wollen diese auch nach bestimmten Parametern wie Größe, Häufigkeit, Geschwindigkeit, Form und Dauer quantifizieren können. Die Herausforderung für die Mathematiker: Mikroskopie-Videos bestehen aus hunderten Einzelbildern, in denen ein Computer erst einmal JAILs entdecken muss. Gelingt das zuverlässig, lassen sich JAILs in unterschiedlichen Experimenten automatisch nach den gewünschten Parametern detektieren. Die Chemiker wollen daneben die Signalwege aufklären, die für die Entstehung und die Dynamik der JAILs verantwortlich sind. Außerdem untersuchen sie auch den Einfluss der JAILs auf die Zellmorphologie und die „Dichtigkeit“ der endothelialen Zellkontakte.