Forschung

Transparenter Fisch erlaubt Blick ins Zellinnere

Die durchsichtigen Embryonen des Zebrafischs sind bestens geeignet, um Abläufe innerhalb von Zellen zu studieren. Von ihrer Arbeit erhoffen sich die Forscher neue Erkenntnisse über die Entstehung und die Therapie von Erkrankungen des zentralen Nervensystems.

Im Zentrum der Untersuchungen am Fischmodell stehen die sogenannten Mitochondrien. Diese sind auch als die Kraftwerke der Zelle bekannt. Je nach Zelltyp variiert die Anzahl der Mitochondrien. Zellen mit besonders hohem Energieverbrauch, wie Nervenzellen, weisen auch einen entsprechend hohen Anteil an Mitochondrien auf. Nervenkrankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder Multiple Sklerose stören den Transport von Stoffen innerhalb der Zelle. In der Folge können die Nervenfasern nicht mehr ausreichend versorgt werden. Sie sterben ab.

Forscher des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), der Ludwig-Maximilian Universität München sowie der TU München wollen jetzt den näheren Zusammenhängen der Energieversorgung in Zellen auf den Grund gehen. Dazu entwarfen die Wissenschaftler das sogenannte MitoFish-Modell. Dabei handelt es sich um junge Zebrafische, die durchsichtig sind und einen Blick auf die Mitochondrien im Inneren ihrer Zellen erlauben. Auf diese Weise wollen die Forscher um Thomas Misgeld, Bettina Schmid und Christian Haas die Arbeitsweise von Zellen näher erforschen. Wir wollen versuchen, „den Lebenszyklus bestimmter Zellorganellen, in diesem Fall der Mitochondrien, direkt in einer lebenden Zelle zu studieren”, beschreibt Misgeld die kommenden Aufgaben.

Die durchsichtigen Embryonen von Zebrafischen erlauben einen Einblick in das Innere ihrer Zellen. (Foto: Wikimedia/Massachusetts Institute of Technology)

Die durchsichtigen Embryonen von Zebrafischen erlauben einen Einblick in das Innere ihrer Zellen. (Foto: Wikimedia/Massachusetts Institute of Technology)

Der MitoFish bietet dafür beste Voraussetzungen. „Viele Aspekte der Organellenbiologie verstehen wir nicht gut genug, um sie in anderen, einfacheren Systemen nachzustellen”, erläutert Misgeld die Probleme bei der bisherigen Beobachtung von Mitochondrien. Hier sorgt der Zebrafisch selbst für die richtigen Abläufe in der Zelle. Je nach Bedarf können die Forscher fremde Gene in den Fisch einbringen. Auf diese Weise wollen sie unterschiedlichen medizinischen Fragestellungen nachgehen. Damit können wir „verschiedene Hypothesen zur Grundlagenforschung, zur Entstehung von Erkrankungen oder auch zu potenziellen Therapien testen”, erklärt Schmid. Durch seine durchsichtige Eigenschaft lassen sich im MitoFish-Modell „einzelne Nervenzellen mit fluoreszierenden Proteinen markieren” und „dann am intakten, lebenden Tier beobachten”, so Schmid weiter.

Von ihrer Arbeit erhoffen sich die Forscher neue Erkenntnisse über die Entstehung und die Therapie von Erkrankungen des zentralen Nervensystems. „Erst müssen wir verstehen, wie eine Maschine funktioniert, bevor wir sie bedienen können”, erklärt Schmid. Vor allem die Versorgung der langen Nervenfortsätze liegt im Interesse der Wissenschaftler. Bisherige Erkenntnisse in diesem Bereich stammen noch von Mausmodellen. Im Vergleich dazu eröffnet der MitoFish neue Möglichkeiten zur Beobachtung der Mitochondrien.

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