Podcasts about zellkerne

"Moment... das hatten wir doch schonmal, oder?" Genau das scheint sich ein Skelettmuskel zu denken, wenn man nach einer Trainingspause wieder neu anfängt und schnellere Anpassungen erfährt, als Novizen. Dieses Phänomen bezeichnet man als den "muscle-memory-effect". Doch: - Was liegt diesem "déjà vu" zugrunde? - Was ist es in der Muskulatur, was dieses "Erinnern" auslöst? - Sind das nur mehr Zellkerne? Genau damit hat sich ein aktueller "Journal Club" Artikel beschäftigt. Mehr Infos dazu findet ihr hier... Hier die Studien: Traversa et al. (2024) J Appl Physiol: Muscle déjà vu: are myonuclei the blueprint for muscle regrowth? https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39537213/ Cumming et al. (2024) J Physiol: Muscle memory in humans: evidence for myonuclear permanence and long-term transcriptional regulation after strength training https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39159314/ Hier eine Playlist mit allen #sciencesnacks https://open.spotify.com/playlist/10RidgFbWxpq2Uo7ieF84V?si=MbLfAgYMR4aD_AyHzR4Cfg&pi=QSKvlxDxSRi1X Hier eine Playlist zu allen Gastfolgen https://open.spotify.com/playlist/2KAIQpuFMv21jKYqeBA3zy?si=jjmr2JycTE2Q1Vm9Y16LMA&pi=39X3URPuQxemd Hier könnt ihr den Podcast unterstützen!

Ein christlicher Leiter schreibt: „Der italienische Geigenbauer Antonio Stradivari war arm. Und doch sind seine Geigen durch den reichen und resonanten Klang, den sie erzeugen, die wertvollsten, die je gebaut wurden. Der einzigartige Klang einer Stradivari kann nicht nachgemacht werden. Erstaunlich ist, dass diese wertvollen Instrumente nicht aus Qualitätsholzstücken, sondern aus Abfallholz gefertigt wurden. Da Stradivari sich Qualitätsmaterial nicht leisten konnte, holte er das meiste Holz aus den dreckigen Hafenbecken seiner Heimat. Er nahm diese durchnässten Holzstücke in seine Werkstatt, säuberte sie und trocknete sie. Aus diesem Abfall schuf er dann Instrumente von seltener Schönheit. Seitdem wurde entdeckt, dass während der Zeit in der diese Holzstücke im dreckigen Hafenbecken schwammen, sie von Mikroben infiltriert wurden, die die Zellkerne fraßen. Zurück blieb eine faserige Infrastruktur aus Holz, die Resonanzkammern für die Musik schuf. Aus Holz, das niemand haben wollte, baute Stradivari Geigen, die heute jeder haben will.“ Du sagst: „Aber was hat das alles mit mir zu tun?“ So wie dieser Geigenbauer Müll in einen Schatz verwandelt hat, kann Gott dich in das verwandeln, wozu du eigentlich bestimmt bist. Du sagst: „Aber du weißt nicht, wie tief ich gefallen bin, oder was ich getan habe. Ich bezweifle, dass Jesus jemanden wie mich retten und verwandeln könnte.“ Versuche es doch mit ihm. Du wirst nicht enttäuscht sein. Die Bibel sagt: „Deshalb kann er auch alle, die durch ihn zu Gott kommen, vollkommen retten.“

Kometentestansatz, Zellkerne und Star-Wars. Darüber reden wir heute mit unserem Lieblingskaffeewissenschaftler: Dr. By. Hört sich nerdig an? Ist es auch! Aber mindestens genauso spannend. Denn aus unserer letzten Folge gabs noch offene Fragen und auf die Kometen wollten wir ja auch noch zu sprechen kommen. Keine Sorge: Wir haben auch wieder gute (verständliche) Nachrichten dabei: Wir haben unsere Lieblingsmedizin gefunden! Denn wir lernen heute: Um unsere Zellen fit zu halten brauchen wir uns nicht ins Gym schleppen. Es hilft- wer hätte das gedacht? Kaffeetrinken! Glaubt ihr nicht? Dann spitzt die Ohren in unser neuen Podcast-Folge.

Zu meinen Youtube Videos: bit.ly/Medizinmensch-YT Bei Lupus attackiert das Immunsystem den eigenen Körper und diese Krankheit kann ganz unterschiedliche Auswirkungen haben. Doch eine systemische Autoimmunerkrankung wie Lupus, Rheumatoide Arthritis oder Morbus Bechterew unterscheidet sich stark anhand der betroffenen Personen und Bluttests. Typisch bei Lupus ist das junge Frauen betroffen sind, und das Patientinnen positiv für antinukleäre Antikörper (ANA) sind. Jedoch sind ANA positiv bei vielen Menschen ohne Lupus. Dieses Video enthält die 11 Kriterien für Lupus anhand der klassischen 1982 ARA (American Rheumatism Association) Kriterien, inklusive Schmetterlingserythem, Photosensibilität, Diskoider Lupus, Lupus der Niere oder das Antiphospholipidsyndrom. Obwohl die Kriterien nicht für die Diagnose entwickelt worden waren, besitzen sie doch eine wichtige Bedeutung in der Praxis wenn es um die Frage geht ob eine Person mit positiven ANA Test die Krankheit Lupus hat, oder gesund ist. Kapitel: 0:00 Intro 2:25 1. Anzeichen Schmetterlingserythem 3:04 2. Anzeichen 4:02 3. Anzeichen 4:34 4. Anzeichen 5:07 5. Anzeichen 6:10 6. Anzeichen 7:23 7. Anzeichen Niere (Selena Gomez) 9:07 8. Anzeichen 10:16 9. Anzeichen 11:38 10. und 11. Anzeichen Antiphospholipidsyndrom, positive ANA Meine Website: https://medizinmensch.de Kaffee spenden: https://buymeacoffee.com/Medizinmensch Glossar: Antinukleäre Antikörper (ANA): Eiweiße gegen körpereigene Zellkerne, typisch bei Lupus. ANA kommen jedoch auch bei Gesunden vor. Morbus Bechterew: eine weitere systemische Autoimmunerkrankung Rheumatoide Arthritis: eine andere systemische Autoimmunerkrankung Systemische Erkrankung: Eine den ganzen Körper betreffende Erkrankung Weitere Videos von mir (Playlists): Autoimmunerkrankungen: https://bit.ly/MM-Autoimmunerkrankungen Blutwerte erklärt: https://bit.ly/MM-Blutwerte Coronavirus & Covid-19: https://bit.ly/MM-Corona Gicht & Pseudogicht: https://bit.ly/MM-Gicht Medizin leicht erklaert: https://bit.ly/MM-Medizin-erklaert Quellen: The 1982 revised criteria for the classification of systemic lupus erythematosus https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7138600/ Lizenzen: CC0: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 CC BY 3.0: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0 CC BY 4.0: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 Wichtiger Hinweis: Die Videos dienen ausschließlich der Allgemeinbildung. Die Informationen ersetzen keine persönliche Beratung, Untersuchung oder Diagnose. Die zur Verfügung gestellten Inhalte ermöglichen nicht die Erstellung eigenständiger Diagnosen. Medizinisches Wissen unterliegt fortwährendem Wandel und es kann nicht garantiert werden dass die Informationen zu jedem Zeitpunkt noch korrekt sind, oder selbst korrekt waren. Haftung ausgeschlossen. Merk-würdiges Medizinwissen für Alle. Abonniere jetzt und erhalte neue Folgen, jeden Medizin-Sonntag. Folge direkt herunterladen

Ihr wollt was lernen? Dann seid ihr hier falsch! Trotzdem könnt ihr euch anhören, wie Julie und Lya über Themen fachsimpeln, von denen sie echt keine Ahnung haben. Pride Month, Zellkerne und evolutionär bedingter Phänotyp, sowie unsere vom Gegenüber abhängigen Persönlichkeiten - ein gemischter Sommersalat voll bunter Themen. Viel Spaß beim Lauschen! Eure Julie und Lya

Nein, wir wollen natürlich nicht euren Vorhang anzünden. Diese Folge geht es viel mehr um eine scheinbar banal einfache Brennstoffzelle, was die Sonde Cassini alles schönes entdeckt hat, was Zellkerne mit Schmerzen zu tun haben und das Honig doch nicht das Allheilmittel ist. Um Schwurbel wie "eingekochtes Wasser" und aktuelle Geschehnisse aus der Welt à la #freewhopper kümmern wir uns natürlich auch wieder. Wenn euch die Folge gefällt gilt natürlich wie immer: kommentieren, teilen, like ;) P.S. Wir entschuldigen uns für die Woche Verspätung und geloben Besserung!

Gudrun talks with Changjing Zhuge. He is a guest in the group of Lennart Hilbert and works at the College of applied sciences and the Beijing Institute for Scientific and Engineering Computing (BISEC) at the Beijing University of Technology. He is a mathematician who is interested in system biology. In some cases he studies delay differential equations or systems of ordinary differential equations to characterize processes and interactions in the context of cancer research. The inbuilt delays originate e.g. from the modeling of hematopoietic stem cell populations. Hematopoietic stem cells give rise to other blood cells. Chemotherapy is frequently accompanied by unwished for side effects to the blood cell production due to the character of the drugs used. Often the production of white blood cells is hindered, which is called neutropenia. In an effort to circumvent that, together with chemotherapy, one treats the patient with granulocyte colony stimulating factor (G-CSF). To examine the effects of the typical periodic chemotherapy in generating neutropenia, and the corresponding response of this system to given to G-CSF Changjing and his colleagues studied relatively simple but physiologically realistic mathematical models for the hematopoietic stem cells. And these models are potential for modeling of other stem-like biosystems such as cancers. The delay in the system is related to the platelet maturation time and the differentiation rate from hematopoietic stem cells into the platelet cell. Changjing did his Bachelor in Mathematics at the Beijing University of Technology (2008) and continued with a PhD-program in Mathematics at the Zhou-Peiyuan Center for Applied Mathematics, Tsinghua University, China. He finished his PhD in 2014. During his time as PhD student he also worked for one year in Michael C Mackey's Lab at the Centre for Applied Mathematics in Bioscience and Medicine of the McGill University in Montreal (Canada). References C. Zhuge, M.C. Mackey, J. Lei: Origins of oscillation patterns in cyclical thrombocytopeniaJournal of Theoretical Biology 462,432-445, 2019. C. Zhuge, X. Sun, J. Lei: On positive solutions and the Omega limit set for a class of delay differential equations. Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series B, 18(9), 2487~2503, 2013. C. Zhuge, M.C. Mackey, J. Lei: Neutrophil dynamics in response to chemotherapy and G-CSF Journal of Theoretical Biology 293, 111-120 2012.Podcasts L. Hilbert, G. Thäter: Zellkerne, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 206, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. M. Gonciarz, G. Thäter: Portrait of Science, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 197, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. G. Thäter, K. Page: Embryonic Patterns, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 161, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2018. L. Adlung, G. Thäter, S. Ritterbusch: Systembiologie, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 39, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2016. Omega Tau-Podcast 072: Forschung in der Zellbiologie, 2011. J. Schmoranze, I. Wessolowski: Beim Herrn der Mikroskope – AMBIO Core Facility, Sciencekompass Podcast, Episode 009 B, 2017.

Gudrun talks with Changjing Zhuge. He is a guest in the group of Lennart Hilbert and works at the College of applied sciences and the Beijing Institute for Scientific and Engineering Computing (BISEC) at the Beijing University of Technology. He is a mathematician who is interested in system biology. In some cases he studies delay differential equations or systems of ordinary differential equations to characterize processes and interactions in the context of cancer research. The inbuilt delays originate e.g. from the modeling of hematopoietic stem cell populations. Hematopoietic stem cells give rise to other blood cells. Chemotherapy is frequently accompanied by unwished for side effects to the blood cell production due to the character of the drugs used. Often the production of white blood cells is hindered, which is called neutropenia. In an effort to circumvent that, together with chemotherapy, one treats the patient with granulocyte colony stimulating factor (G-CSF). To examine the effects of the typical periodic chemotherapy in generating neutropenia, and the corresponding response of this system to given to G-CSF Changjing and his colleagues studied relatively simple but physiologically realistic mathematical models for the hematopoietic stem cells. And these models are potential for modeling of other stem-like biosystems such as cancers. The delay in the system is related to the platelet maturation time and the differentiation rate from hematopoietic stem cells into the platelet cell. Changjing did his Bachelor in Mathematics at the Beijing University of Technology (2008) and continued with a PhD-program in Mathematics at the Zhou-Peiyuan Center for Applied Mathematics, Tsinghua University, China. He finished his PhD in 2014. During his time as PhD student he also worked for one year in Michael C Mackey's Lab at the Centre for Applied Mathematics in Bioscience and Medicine of the McGill University in Montreal (Canada). References C. Zhuge, M.C. Mackey, J. Lei: Origins of oscillation patterns in cyclical thrombocytopeniaJournal of Theoretical Biology 462,432-445, 2019. C. Zhuge, X. Sun, J. Lei: On positive solutions and the Omega limit set for a class of delay differential equations. Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series B, 18(9), 2487~2503, 2013. C. Zhuge, M.C. Mackey, J. Lei: Neutrophil dynamics in response to chemotherapy and G-CSF Journal of Theoretical Biology 293, 111-120 2012.Podcasts L. Hilbert, G. Thäter: Zellkerne, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 206, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. M. Gonciarz, G. Thäter: Portrait of Science, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 197, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. G. Thäter, K. Page: Embryonic Patterns, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 161, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2018. L. Adlung, G. Thäter, S. Ritterbusch: Systembiologie, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 39, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2016. Omega Tau-Podcast 072: Forschung in der Zellbiologie, 2011. J. Schmoranze, I. Wessolowski: Beim Herrn der Mikroskope – AMBIO Core Facility, Sciencekompass Podcast, Episode 009 B, 2017.

Gudrun traf sich im August 2019 in Karlsruhe zum Gespräch mit Kerstin Göpfrich. Die beiden hatten sich im April 2019 persönlich beim Nawik Symposium 'Und jetzt Du' kennengelernt, wo Kerstin ihr Projekt Ring-a-Scientist vorgestellt hat. Dieses Projekt hat sie gemeinsam mit Karl Gödel initiiert und umgesetzt. Ring-a-Scientist wurde initial durch Wikimedia, die VolkswagenStiftung und den Stifterverband im Fellowverband Freies Wissen gefördert. Ring-a-Scientist ist ein moderner Weg, wie Wissenschaft in die Schulen kommen kann – per Videokonferenz und Live-Schalte aus dem Labor. Ring-a-Scientist möchte Wissenschaft ins Klassenzimmer bringen. Dies geschieht ohne Reisen und viel Organisationsaufwand einfach live per Videokonferenz. Die Inhalte können dabei von der Studienberatung über Diskussionsrunden mit Expertinnen und Experten bis hin zu virtuellen Laborführungen, Experimenten und Einblicken in die aktuelle Forschung reichen. Wie? www.Ring-a-Scientist.org ist eine Webplattform, über die Lehrerende und Wissenschaftler unbürokratisch Termine für ein Videotelefonat vereinbaren können. Auf der Plattform legen Wissenschaftler – vom Erstsemester zur Professorin – ein Profil an. Lehrpersonen können Wissenschaftler ihrer Wahl kontaktieren und den Inhalt des Videotelefonats abstecken. Ring-a-Scientist freut sich auf viele Anfragen von Lehrerinnen und Lehrern! Wieso? Ein Videotelefonat ist weniger zeit- und kostenaufwendig als Schulbesuche. Es lässt sich einfach und flexibel im Unterricht einsetzen und ist mit dem Tagesgeschäft in der Wissenschaft gut ver- einbar. Das soll Schul- und Laborbesuche nicht ersetzen sondern ergänzen und Schulen über das lokale Umfeld hinaus erreichen – denn Unterricht im 21. Jahrhundert verdient Technologie des 21. Jahrhunderts! Kerstin Göpfrich war zum Zeitpunkt des Gespräches Marie Skłodowska-Curie Fellow am Max-Planck-Institut für medizinische Forschung in Stuttgart. Ab dem 1. Oktober leitet sie eine Max-Planck-Forschungsgruppe in Heidelberg. Im April 2017 schloss sie ihre Promotion in Physik an der University of Cambridge (UK) ab, wo sie bei Prof. Ulrich Keyser an DNA Origami Nanoporen arbeitete. Nebenbei hat Sie für verschiedene Medien gearbeitet, darunter The Naked Scientists (BBC - Radio 5 live), Cambridge TV, Spektrum der Wissenschaft und The Huffington Post. In ihrer Forschung beschäftigt sie sich mit der Frage: Was ist Leben und könnte es auch anders sein? Anstatt das Leben, wie wir es kennen, zu kopieren, versucht sie, synthetische Zellen zu entwickeln, die nicht nur aus natürlichen Bausteinen bestehen und neue Arten der Informationsverbreitung und Replikation aufweisen. Dadurch wird es möglich sein, die Randbedingungen des Lebens zu erforschen und aus praktischer Sicht neue Schnittstellen zwischen natürlichen und synthetischen Zellen aufzubauen. Bioorthogonale synthetische Zellen werden als biokompatible aktive Sonden ("Phantomzellen") in lebenden Geweben und Organismen einsetzbar sein, die in der Lage sind, die Zellumgebung zu erfassen, zu berechnen und eine Reaktion auszuführen. Literatur und weiterführende Informationen Göpfrich, K., Gödel, K.C. Ring-a-Scientist - der direkte Draht ins Labor, Biospektrum, 2019. Göpfrich, K., Platzman, P. & Spatz, J. P. Mastering Complexity: Towards Bottom-up Construction of Multifunctional Eukaryotic Synthetic Cells. Trends in Biotechnology, 2018. Göpfrich, K., Rational Design of DNA-Based Lipid Membrane Pores. PhD Thesis, 2017. K. Göpfrich:THE BLOG - DNA Sequencing In The Palm Of Your Hand, 2017. K. Göpfrich: Übersicht ihrer populärwissenschaftlichen Artikel, Video und Audio Gudruns Profil bei Ring-a-scientist Podcasts L. Hilbert, G. Thäter: Zellkerne, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 206, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. M. Gonciarz, G. Thäter: Portrait of Science, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 197, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. G. Thäter, K. Page: Embryonic Patterns, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 161, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2018. Omega Tau-Podcast 072: Forschung in der Zellbiologie, 2011. J. Schmoranze, I. Wessolowski: Beim Herrn der Mikroskope – AMBIO Core Facility, Sciencekompass Podcast, Episode 009 B, 2017.

Heute geht es passend zum schönen, sonnigen Wetter um das wichtige Thema Sonnenschutz und Hautkrebs //   Warum wichtig?HautkrebsIn Deutschland pro Jahr neu: Größter Anteil etwa 120.000 Fälle nicht melanozytär / weißer Hautkrebs Basalzellkarzinom=Basaliom, keine Metastasen Plattenepithelkarzinom=Spinaliom, kann metastasieren / aus Vorstufe Licht-Keratose (10% Risiko) 18.000 Fälle invasiv malignes Melanom, Inzidenz hatte bis 2009 zugenommen, jetzt abnehmend malignes Melanom nicht melanozytärer Hautkrebs umgangssprachlich schwarzer Hautkrebs heller Hautkrebs Inzidenz pro Jahr 18.000 120.000 Todesfälle pro Jahr 2700 620 Lokalisationkeine vorwiegende Lokalisation vor allem auf den „Sonnen­terrassen“ (z. B. Kopfhaut, Nasenrücken, Dekolleté) 3 SchichtenEpidermis (Oberhaut/u.a. Hornhaut, 0,5 mm; plus generations-schicht, einschlich Melanozyten / Pigmentzellen der Hautfarbe, Augenfarbe, Haarfarbe) begrenzt und klar abgrenzbar zum umliegenden Gewebe = in situ.  Alterung / Invasiv = Ausläufer in die Dermis (Lederhaut = Bindegewebe und Blutgefäße) [Cutus = Unterhaut: größere Blutgefäße, Nerven, Fett; s.c.-Injektion] Behandlungi.d.R. Operation Eine mögliche Ausnahme die Licht-Keratose Ursachen/Risikofaktoren alle HautkrebstypenHauptrisikofaktor für alle Hautkrebstypen:  Ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) Genetische Veranlagung Immunsuppression Gesundheitsleitlinie Prävention von Hautkrebs. Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e. V., der Deutschen Krebsgesellschaft  UV-StrahlungSonne besteht sichtbaren Licht langwelliger: infraroten Wärmestrahlung kurzwelliger: 9% UV-Strahlung: UV-A-, UV-B- und UV-C UV-A UV-B UV-C Wellenlängenbereich 315 bis 400 nm 280 bis 315 nm 100 bis 280 nm UV-Strahlung auf der Erde 95% 5% gelangt nicht durch die Ozonschicht* Eindringtiefe Dermis Epidermis – Folgen Haut-Alterung, Sonnen-Allergie (Mallorca-Akne) Sonnen-Brand, Sonnen-Bräune – *25 Jahre nach FCKW-Verbot schließt sich Ozonloch https://www.tagesspiegel.de/wissen/25-jahre-nach-dem-fckw-verbot-das-ozonloch-am-suedpol-schliesst-sich-langsam/11957980.html  UV-A-Strahlung langwelliger (315 bis 400 nm), tiefere Hautschichten,  Frühzeitige Hautalterung, Bindegwebszellen der Dermis (Lederhaut: Bindegwebe, kleine Blutgefäße) schädigt, dort Kollagenbildung (BTW, kosmetisch wieder anregbar).  Sonnenallergie.  UV-B-Strahlung kurzwelliger (280 bis 315 nm) vorwiegend in die Epidermis aktiviert dort die Melanozyten (Pigmentzellen), Hauptpigment, Melanin, Sonnenschirm über die Zellkerne der Zellen, UV-Schutz. Vorübergehende Bräunung der Haut.  Zu lange und/oder intensiv UV: Entzündungsreaktion Erbgutgeschädigte Zellen, über Jahrzehnte zu Hautkrebs  UV-C-Strahlung Mit UV-C wäre kein Leben auf der Erde möglich von der Erdatmosphäre komplett absorbiert, außer kleiner werdendes Ozonloch. Krebs-Risiko durch SonnenbrandMelanom-Risiko vor allem die Häufigkeit schwerer Sonnenbrände in der Kindheit Nicht-melanozytäre Hautkrebstypen angesammelte Gesamtdosis der UV-Strahlung im Laufe des Lebens Sonnenschutz wie?Vermeidung Kleidung Sonnenschutzmittel  VermeidenIm Sommer vor allem in der Mittagszeit zwischen 12 und 15 Uhr meiden, UV am intensivsten Hauttypwie lange ohne Sonnenschutz, korreliert mit Hautfarbe, Haarfarbe, Augenfarbe In Europa häufig Typ 1-4 vor; Typ 5, arabisch und indisch, Teile Asiens; Typ 6, Afrika und Australien [Quelle: nach Bundesamt für Strahlenschutz www.bfs.de]. Kleidung vermindertKörper bedecken, Sonnenbrillen und Kopfbedeckungen mehrere Kleidungsstücke übereinander multiplizieren sich  Hell, langärmelig = Lichtschutzfaktor 20 Dunkel, fest = Lichtschutzfaktor 50+. SonnenschutzmittelFür nicht durch Kleidung verdeckbare Haut Welchen Lichtschutzfaktor wählen?Sonnenintensität Aufenthaltsdauer  Individuelle Hautbeschaffenheit Sonnenintensit...

Gudrun unterhält sich in dieser Folge mit Lennart Hilbert, dem Leiter des Hilbert Labs am KIT. Das Labor ist Teil des Instituts für Toxikologie und Genetik (ITG), einem multidisziplinären Zentrum für biologische und chemische Forschung am KIT. Lennart Hilbert ist außerdem Juniorprofessor für Systembiologie/Bioinformatik am Zoologischen Institut des KIT. Das Thema von Lennarts Gruppe ist Computational Architectures in the Cell Nucleus. Das kann man auf zwei unterschiedliche Arten interpretieren. Einerseits untersucht Lennarts Gruppe den räumlichen Aufbau des Zellkerns mit Hilfe von Computern. Es heißt aber auch dass man aufgrund der dabei gewonnenen Erkenntnisse als Fernziel Datenverarbeitung mit Hilfe des Zellkernes als Informationsspeicher ermöglichen will. Gudrun und Lennart haben sich im Rahmen eines Treffens des KIT-Zentrums MathSEE kennengelernt, das im letzten Gespräch vorgestellt wurde. Mit der Hilfe von Super Auflösungs Mikroskopie schauen Lennart und seine Gruppe in das Innere von Zellkernen und sehen dabei dreidimensionale Bilder. Diese Bilder gleichen sie mit den Ergebnissen von den bisher standardmäßig durchgeführten Sequenzierexperimenten von Molekularbiologen ab. "Sehen" erfolgt mit empfindlichen Digitalkameras, deren Bilder geeignet gefiltert werden. Dabei ist eine einschränkende Randbedingung, dass die betrachteten Samples gegen Licht empfindlich sind, aber Licht für die visuelle Darstellung unabdingbar nötig ist - je kleiner die Details, desto mehr Licht. Man kann sich unschwer vorstellen, dass zur Bearbeitung diese Art von Fragen Informatik, Physik, Biologie und Mathematik nötig sind. Damit sich im Rahmen der Zusammenarbeit alle einbringen können, ist es hilfreich, wenn die Methoden einfach und die Ergebnisse visuell unmittelbar verständlich sind. Eine Grundannahme ist, dass die räumliche Organisation im Zellkern den Informationsflüssen aus der DNA-Sequenz entspricht. Die treibende Frage ist: Wie funktioniert Gensteuerung? Der betrachtete Regelkreis ist, dass die DNA als Bibliothek funktioniert. Aus einem Teil wird eine RNA-Kopie erstellt, sodass bestimmte Proteine hergestellt werden können. Diese Eiweiße aber steuern anschließend, welche Teile der DNA als nächstes gelesen werden (das schließt den Regelkreis). In der Systembiologie untersucht man dies bisher in Form von Differentialgleichungssystemen auf einer Metaebene. Wie das aber passiert ist aber noch relativ unklar. Die Hoffnung ist: Neues Sehen hilft hier, neues zu lernen und hierfür ist neueste Technik hilfreich. Die Molekulare Ebene ist der Teil der Biologie, wo im Moment am meisten Neues passiert. Lennart hat in Bremen Physik studiert und anschließend an der McGill University in Montréal in Physiologie promoviert. Hier hat er zum ersten Mal zwischen Theorie und Experiment in zwei Gruppen gleichzeitig gearbeitet. In Dresden am Zentrum für Systembiologie (Max Planck Institut für Molekulare Zellbiolgie und Genetik und Max Planck Institut für die Physik komplexer Systeme) konnte er als Postdoc weiterhin interdisziplinär arbeiten. Seit 2018 ist er am KIT tätig. Lennart und seine Gruppe arbeiten mit Zebrafischen, Bakterienstämmen, Zeitreihenanalyse und anderen mathematischen Modellen. Sie benötigen hoch parallele Simulationen und Machine Learning (z.B. um Mikroskopie-Daten zu entrauschen und mehr Farben gleichzeitig darzustellen). Lennart drückt es im Gespräch so aus: "Ich hab keine Disziplin mehr, ich habe nur noch Fragen." Die beiden Teile seiner Arbeit unterscheiden sich stark: Im Labor sind Gruppentreffen nötig, weil alle aufeinander angewiesen sind. Es wird viel geredet und präzise Handarbeit ist wichtig. In der theoretischen Arbeit ist man auf sich selbst angewiesen und es gibt weniger Interaktion. Any doubts #activematter is a relevant framework to understand nuclear and chromatin organization? Please look at this time-lapse. Zebrafish blastula nucleus, DNA label is Hoechst 33342, single optical section, recorded last night using @VisiTech_UK iSIM. @LennartHilbert, 16.3.2019 Literatur und weiterführende Informationen Y. Sate e.a.: Quantitative measurements of chromatin modification dynamics during zygotic genome activation, bioRxiv preprint, 2019. Lennart Hilbert: Stress-induced hypermutation as a physical property of life, a force of natural selection and its role in four thought experiments. Physical Biology 10(2):026001, 2013 Portrait of Science über Lennart Teil 1 Portrait of Science über Lennart Teil 2 A. Lampe: Hochauflösungsmikroskopie, Die kleinen Dinge, ScienceBlogs, 2017. A. Lampe: Es sind die kleinen Dinge im Leben, 33c3, 2016. Podcasts T. Hagedorn, G. Thäter: MathSEE, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 205, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. M. Gonciarz, G. Thäter: Portrait of Science, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 197, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2019. G. Thäter, K. Page: Embryonic Patterns, Gespräch im Modellansatz Podcast, Folge 161, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2018. Omega Tau-Podcast 072: Forschung in der Zellbiologie, 2011. J. Schmoranze, I. Wessolowski: Beim Herrn der Mikroskope – AMBIO Core Facility, Sciencekompass Podcast, Episode 009 B, 2017.

Die als Zehnfußkrebse oder auch als Decapoda bezeichneten Arthropoden sind eine weltweit verbreitete, zum Teil hoch spezialisierte und vielseitig angepasste Gruppe, die in fast allen aquatischen Ökosystemen, aber auch in terrestrischen Habitaten zu finden ist. Die enorme Artenzahl von 17,635 rezent und fossil bekannten Arten (De Grave et al., 2009) sowie das hohe Alter der Gruppe an sich erschwert die systematische Eingliederung einzelner Arten. Fossile Funde von Dekapoden wurden bis ins Devon (vor 415 bis 359,2 Millionen Jahren) datiert (Schram et al., 1978). Damit haben die rezenten Vertreter viele Millionen Jahre Evolution durchlaufen und die Ergebnisse dieses langwierigen Prozesses schlagen sich in einer hohen morphologischen Vielfalt zwischen den Arten nieder. Um eine zuverlässige Phylogenie aufstellen und Arten eindeutig charakterisieren zu können sind neue Merkmale, Methoden und Ansätze erforderlich. Eine zuverlässige Bestimmung und Einordnung der verschiedenen Arten bildet die Basis für verschiedene Datenbanken und Projekte wie z.B. GenBank, Barcoding of Life (BOLD), German Barcode of Life (GBOL) oder Barcoding Fauna Bavarica und zeigt, welch hohen Stellenwert die Taxonomie besitzt. Ziel dieser kumulativen Dissertation ist es mit Einsatz von verschiedenen modernen morphologischen und molekularen Methoden wie der Rasterelektronenmikroskopie, der Fluoreszenzmikroskopie und der Analyse von mitochondrialen DNA-Sequenzen (Cytochrom-c-Oxydase) neue Merkmalssätze zur besseren Charakterisierung der verschiedenen Arten und deren Artabgrenzungen zu erarbeiten. Aber auch klassische Methoden wie das Abwägen von morphologischen Merkmalen, kommen in einem integrativen Ansatz zur Artabgrenzung zur Anwendung. Die in den Arbeiten angewandte Rasterelektronenmikroskopie erlaubt eine weitaus höhere Vergrößerung als die klassische Lichtmikroskopie bei gleichzeitig höherer Auflösung und Schärfentiefe. Somit konnten auch kleinste eidonomische (Bestimmungs-) Merkmale wie das Dorsalorgan oder einzelne Setae-Typen bei Zoea-Larven detailliert beschrieben und als neue oder früher wenig beachtete morphologischen Merkmale zur systematischen Einordnung herangezogen werden (Publikationen I, II und III). Des Weiteren konnte mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie anhand von DAPI-Färbungen gezeigt werden, dass die Anordnung der Zellkerne von Zoea-Larven aus den verschiedenen Unterordnungen Caridea, Anomura und Brachyura charakteristische Muster aufweist. Dieses Kriterium wird als möglicher Merkmalssatz in der Taxonomie diskutiert (Publikation VI). Ein weiteres Feld der modernen Taxonomie wird durch Publikation V abgedeckt: molekulare Analysen auf der Basis des mitochondrialen proteincodierenden Genes COI (cytochrome oxidase subunit 1) bzw „barcoding“-Gens. Zum ersten Mal für die südchilenische Fjordregion wurde mit dem Ansatz der integrativen Taxonomie die dortige Dekapoda-Fauna erfasst und analysiert. Nahe verwandte Arten der Gattungen Eurypodius Guérin, 1825 und Acanthocyclus Lucas, in H. Milne Edwards & Lucas, 1844, die morphologisch schwer zu trennen sind, konnten neu charakterisiert werden. In der Arbeit wurden klassische, morphologische Merkmale mit molekularen, morphologieunabhängigen Merkmalen kombiniert. Durch eine vorherige Inventarisierung der südchilenischen Dekapodenfauna während zahlreicher Expeditionen in die Region konnte zudem die Basis für die taxonomische Arbeit (ca. 650 Samples sind in der Zoologischen Staatssammlung München hinterlegt) geschaffen werden. Eine ausführlichen Dokumentation mit verschiedenen bildgebenden Methoden wie der Verwendung von tiefenscharfen Aufnahmen und in situ Fotos der verschiedenen Arten dieser noch nahezu unerforschten Region bildet das Rückgrat der taxonomischen Arbeiten und ist als Kapitel in dem zweisprachigen (Spanisch und Englisch) Standardwerk für die Region publiziert (PublikationVI).

Verschiedene Arbeiten der letzten Jahre konnten zeigen, dass sich in vielen, verschiedenen Zelltypen genreiches, transkriptionell aktives und früh replizierendes Chromatin bevorzugt im Inneren der Zellkerne aufhält, während das genarme, transkriptionell inaktive und spät replizierende Chromatin vorrangig an der Zellkernperipherie zu finden ist. Dennoch ist bislang noch nicht wirklich verstanden, welche der Chromatineigenschaften, wie die lokale Gendichte, die Expression oder die Replikationszeit, tatsächlich einen ausschlaggebenden Einfluss auf die räumliche Anordnung im Zellkern haben und welche dieser Eigenschaften nur aufgrund ihrer Korrelation mit diesen „dominanten“ Merkmalen eine spezifische Verteilung im Interphasekern aufweisen. Um dieses Problem zu untersuchen, stellten wir Pools aus BAC Klonen von HSA 11, 12, 18 und 19 für R-und G-Banden-spezifische Regionen, genreiche bzw. genarme Segmente sowie für hoch bzw. niedrig exprimierte Gene zusammen. Mit Hilfe der multicolor 3D-FISH Technik, Bildverarbeitung und computergestützter, quantitativer Auswertungen wurde die Lage dieser BAC Pools im Zellkern sowie ihre Anordnung bezüglich ihrer Chromosomenterritorien analysiert. Sowohl in den humanen Lymphozyten wie in den humanen Fibroblasten fanden wir den R-Banden Pool, den genreichen Pool sowie den Pool, der die hoch exprimierten Gene enthielt, weiter im Zellkerninneren als ihre jeweils korrespondierenden Pools (G-Banden, genarmer Pool, bzw. niedrig exprimierte Gene). Für jeden BAC Pool wurde mittels sorgfältiger Datenbankrecherche die mittlere lokale Gendichte, der mittlere GC Gehalt, die Replikationszeit sowie das mittlere Expressionsniveau bestimmt. Anschließend wurde eine Korrelationsanalyse dieser Parameter mit der berechneten mittleren, relativen Position der Pools im Zellkern durchgeführt. Die höchste Korrelation ergab sich für die Gendichte, während wir zeigen konnten, dass das Expressionsniveau, die Zuordnung zu einer R- oder G.Bande, sowie das Replikationstiming offensichtlich so gut wie keinen Einfluss auf die radiale Anordnung des Chromatins im Zellkern hat. Diese radiale Positionierung der verschiedenen Pools spiegelte sich auch in ihrer Anordnung bezüglich der Chromosomenterritorien wieder. Diese zeigen eine polare Anordnung in Bezug auf den Zellkern: Genreiche Segmente waren zum Mittelpunkt des Zellkerns hin orientiert, während die genarmen Segmente in der Hälfte des CTs zu finden waren, die sich in Richtung der Peripherie erstreckte. Etwas weniger deutlich ausgeprägt wurde diese Anordnung auch für die R-/G-Banden Pools sowie für die von der transkriptionellen Aktivität abhängigen Pools beobachtet. Dies spricht für eine deutliche strukturelle Transformation bei der Umwandlung der Metaphasenchromosomen zu den CTs der Interphase, die Territorien haben eine hohe Plastizität. Wir konnten bestätigen, dass die extrem genreiche und hoch transkriptionell aktive Region 11p15.5 oft weit aus ihrem CT herausragt. Ein ähnliches Verhalten konnte jedoch nicht für die ebenfalls sehr genreichen und transkriptionell aktiven Segmente des Chromosoms 12 beobachtet werden, was gegen die Annahme spricht, das dieses Phänomen des „looping outs“ ein typische Anordnung für Chromatinabschnitte mit solchen extremen Eigenschaften ist. Wir konnten ebenfalls keine Unterschiede für die Verteilung der BAC Pools der Chromosomen 12, 18 und 19 bezüglich der Oberfläche der CTs finden. R- und G-Banden, genreiche und genarme Segmente sowie hoch und niedrig exprimierte Gene scheinen gleichmäßig im gesamten Territorium verteilt zu sein. Die äußere, das CT einschließende Oberfläche scheint entgegen der Erwartung offensichtlich kein wichtiger Reaktionsort für besonders genreiche bzw. hoch exprimierte Sequenzen zu sein.

Die normale Entwicklung von Embryonen nach somatischem Zellkerntransfer („somatic cell nuclear transfer“, SCNT) hängt unter anderem von der erfolgreichen Reprogrammierung und Aktivierung von Schlüsselgenen ab. Ein Beispiel ist das Gen für den Transkriptionsfaktor Oct4, der im frühen Embryo nachweisbar und als Marker für pluripotente Zellen gilt. Die in klonierten Mausembryonen häufig beobachtete abnormale Expression von Oct4 wird als eine mögliche Ursache für die hohen Verluste und schweren Fehlentwicklungen nach Kerntransfer diskutiert. Beim Rind liegt im Vergleich zur Maus und anderen Spezies die Erfolgsrate am höchsten. Daher ist die Untersuchung der Reprogrammierung von OCT4 nach SCNT in der frühen Embryogenese beim Rind von besonderem Interesse. Um Fragen der epigenetischen Reprogrammierung des Rindergenoms und der Rolle von OCT4 nach SCNT nachzugehen, wurden bovine fetale Fibroblasten stabil mit einem Oct4-EGFP-Reportergenkonstrukt transfiziert. In den unilokulär stabil transfizierten Zellen mit unauffälligem weiblichen Karyotyp war in Analogie zur Inaktivität des endogenen OCT4-Gens in differenzierten Zellklonen keine EGFP-Fluoreszenz nachweisbar. Das Anschalten der Oct4-EGFP-Expression nach SCNT entsprach weitgehend der nach in vitro Fertilisation beobachteten Aktivierung des endogenen OCT4-Gens. In SCNT-Embryonen mit weniger als neun Zellkernen wurde keine EGFP-Fluoreszenz nachgewiesen. In allen Embryonen mit mindestens 17 Zellkernen war das Oct4-EGFP-Reportergenkonstrukt aktiv, was darauf hindeutet, dass Blastomeren nach der vierten Zellteilung den Oct4-Promotor aktivierten. Mittels konfokaler Laser Scanning Mikroskopie wurde an zentralen optischen Schnitten die Intensität der EGFP-Fluoreszenz jedes Embryos gemessen. Im Vergleich mit Tag 4 SCNT-Embryonen war die EGFP-Fluoreszenz in Tag 6 Embryonen deutlich stärker mit erheblichen Unterschieden in der Expressionshöhe zwischen einzelnen Embryonen. Dabei zeigten Embryonen mit einer niedrigeren EGFP-Fluoreszenz im Vergleich zu Embryonen mit stärkerer EGFP-Fluoreszenz einen erheblich höheren Anteil an Zellkernuntergängen (kondensierte und fragmentierte Zellkerne). 34 Tage nach dem Transfer von EGFP-exprimierenden Embryonen auf Empfängertiere wurden drei lebende und morphologisch unauffällige Feten gewonnen. In Fibroblasten, die aus diesen Feten isoliert wurden, war das Reportergenkonstrukt, analog zur normalen Inaktivierung des endogenen OCT4-Gens in differenzierten Zellen, inaktiviert. In SCNT-Embryonen aus den Oct4-EGFP-transgenen Fibroblasten dieser zweiten Generation („second round“ SCNT) wurde das Reportergenkonstrukt erneut regelmäßig aktiviert wie in den SCNT-Embryonen vom Ausgangszellklon („first round“ SCNT). Die Herstellung stabil transfizierter boviner fetaler Fibroblasten mit einer unilokulären Integration des Oct4-EGFP-Reportergenkonstruktes stellt eine wichtige Basis für ein breites Spektrum experimenteller Ansätze zur Aufklärung grundlegender Mechanismen nach Kerntransfer beim Rind dar.

Der Aufbau des Zellkerns und die höheren Organisationsmuster von Chromosomen gehorchen Regeln, die bisher in menschlichen Zellen und Zellen einiger Primaten bestätigt werden konnten. In dieser Arbeit sollte an einem anderen Säuger, der Maus, untersucht werden, in wie weit sich die bisher gewonnenen Erkenntnisse auch auf den molekularbiologisch intensiv studierten Modellorganismus der modernen Genomforschung übertragen lassen. Besonders interessant ist die Frage, weil der Karyotyp der Maus nur akrozentrische Chromosomen enthält und viel homogener in Bezug auf Chromosomengröße und Gendichte ist, als der Karyotyp des Menschen oder verschiedener Primaten. Die letzten gemeinsamen Vorfahren von Mäusen und Menschen lebten vor über 80 Mio. Jahren, in dieser Zeitspanne fanden die zahlreichen Veränderungen am Genom der Maus statt. Die vorliegende Arbeit untersucht, ob Gemeinsamkeiten in Bezug auf die Organisation des Chromatins nachzuweisen sind und ob evolutionär konservierte Organisationsmuster zu finden sind. Die quantitative Untersuchung der Topologie von Chromosomenterritorien und Zentromerregionen erfolgte mit Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung auf Zellkernen von vier Zelltypen der Maus. Auf Kerne von Lymphozyten, Fibroblasten, ES-Zellen und Makrophagen wurden die Territorien von sechs Chromosomen mittels Chromosomen-Paint-Sonden hybridisiert. Das ausgewählte Chromosomenset enthielt genreiche, genarme, große und kleine Chromosomen in verschiedenen Kombinationen. Bilddaten wurden mit einem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop aufgenommen und einer digitalen quantitativen Bildanalyse unterzogen. In allen Mauszelltypen zeigten sich klare Korrelationen zwischen sowohl Gengehalt als auch Größe und radialer Verteilung von Chromosomenterritorien. Bei kugeligen Lymphozytenkernen korreliert die Gendichte stärker mit der radialen Verteilung als es die Chromosomengrößen tun. In Fibroblasten sind beide Korrelationen schwächer, aber nachweisbar, in ES-Zellen sind die Korrelationskoeffizienten wieder etwas höher und für beide Verteilungsmodelle gleich, in Makrophagen überwiegt die größenabhängige Verteilung der Chromosomenterritorien. Das genreichste Chromosom MMU 11 zeigt in den Lymphozyten die meisten Unterschiede zu anderen Chromosomenterritorien, während sich das genarme MMU X in den untersuchten männlichen ES Zellen durch seine extreme Randlage von den anderen unterscheidet. Innerhalb der Fibroblasten und Makrophagen gibt es vergleichsweise wenig signifikante Unterschiede zwischen den radialen Positionen der untersuchten Chromosomenterritorien. Zelltypspezifische Verlagerungen von Chromosomenterritorien zeigten sich auch nach einem Differenzierungsschritt von ES-Zellen zu Makrophagen. Die Lage der Chromozentren ist zelltypspezifisch. Im Gegensatz zu den untersuchten Chromosomenterritorien liegen die Chromozentren in Fibroblasten und Makrophagen in relativ zentralen Positionen. In Lymphozyten sind die Chromozentren am weitesten nach außen zum Zellkernrand gelangt, gefolgt von den ES-Zellen. Die Anzahl der Chromozentren ist ebenfalls zelltypspezifisch. Ausgehend von der Chromozentrenzahl in ES Zellen nimmt die Zahl der Chromozentren in differenzierteren Zellen zu (Lymphozyten, Fibroblasten) oder bleibt gleich (Makrophagen). Aufgrund der Ergebnisse lässt sich ausschließen, dass die äußere Form des Zellkerns alleine für die beobachteten Verteilungsunterschiede verantwortlich ist. Allerdings waren die beobachteten Unterschiede kleiner als bei vergleichbaren menschlichen Zelltypen. Mit ein Grund dafür ist sicher die geringere Variabilität der Chromosomengröße und Gendichte im Genom der Maus. Zellkernvolumina lagen zwischen 470 und 650 µm3. Lymphozyten besitzen im Durchschnitt die kleinsten Kerne der zyklierenden Zelltypen, ES-Zellen die größten. Makrophagen befanden sich in der G0-Phase, ihre Zellkerne waren am kleinsten und wiesen die geringste Standardabweichung auf. Die Analyse der Winkel und Abstände innerhalb der Chromosomenterritorien zeigte eine sehr flexible Positionierung innerhalb der Grenzen radialer Ordnungsprinzipien. Diese Resultate sind unvereinbar mit einem früher vorgeschlagenen Modell der Trennung des parentalen Genoms. Es gibt keine Hinweise für eine Abweichung von einer zufälligen Verteilung, von einer Häufung nahe beieinanderliegender MMU 1 Homologen in Makrophagen abgesehen. Zur Untersuchung der Struktur von Chromosomenterritorien wurden Programme angewandt, bei denen steigende Schwellwerte zu Zerfällen von Objekten führten, die analysiert wurden. Zwei unabgängige Methoden zur Berechnung von Objektzahlen in Bildstapeln führten zu gleichen Ergebnissen. Mit dem Programm OC-2 konnten Unterschiede in der Textur von Chromosomenterritorien bei der Maus innerhalb eines Zelltyps, als auch zwischen Zelltypen festgestellt werden. Dabei wurden die individuellen Chromosomengrößen mit berücksichtigt. Es konnte kein allgemeiner Zusammenhang zwischen den durchschnittlichen maximalen Objektzahlen und dem Gengehalt der entsprechenden Chromosomen festgestellt werden, vielmehr scheint die Textur des Chromatins von noch unbekannten, zelltypspezifischen Faktoren beeinflusst zu sein. Die Analyse der Chromatinstruktur in normalen menschlichen Zelltypen und in Tumorzelllinien mit dem Objektzählprogramm OC-2 ergab allgemein erhöhte Objektzahlen in Tumorzellen, verglichen mit normalen Zelltypen. Davon unabhängig waren auch immer die genreichen HSA 19 durch höhere Objektzahlen charakterisiert als die etwas größeren genarmen HSA 18 in den selben Zell-typen. Vergleiche zwischen den Objektzahlen eines Chromosoms in normalen Zelltypen und Tumorzelllinien ergaben mehr Unterschiede, als Vergleiche nur innerhalb der normalen Zelltypen. Die hier untersuchten Tumorzelllinien weisen eine objektreichere Chromatinstruktur auf, als die ihnen gegenübergestellten normalen Zelltypen.

In dieser Arbeit wurden neue molekularzytogenetische Verfahren für die Tumordiagnostik entwickelt. Zum einen wurden zytogenetische Studien mittels Interphase FISH (Fluoreszenz in situ Hybridisierung) beim Neuroblastom durchgeführt. Hierfür standen als Untersuchungsmaterial Zelllinien sowie 10 µm Formalin-fixierte Paraffin-eingebettete Gewebeschnitte verschiedener Neuroblastome zur Verfügung. Es wurde ein kombinatorisch markierter und aus mehreren regionenspezifischen BAC-/ und YAC-Sonden bestehender Pool zusammengestellt (Zelllinien: 1p36, 1q12 (Kontrolle), 2p24 (MYCN), 11p15 (Kontrolle), 11q23, 17p12 (Kontrolle) und 17q25; Gewebeschnitte: 1p36, 2p24 (MYCN), 11q23 und 17q25). Außerdem wurden spezielle Protokolle entwickelt, um eine möglichst hohe Hybridisierungseffizienz zu erreichen. Zellkerne beider Zellsysteme wurden mit einem Epifluoreszenzmikroskop aufgenommen. Die dreidimensionale Aufnahme und Auswertung der Gewebeschnitte erfolgte außerdem mit Dekonvolution über spezielle Software; dadurch konnten die Zellkerne im gesamten Gewebekontext betrachtet und analysiert werden. Die aufgenommenen Zellkerne beider Zellsysteme wurden anschließend statistisch ausgewertet. Bei den Gewebeschnitten wurde zudem vergleichend Bezug auf die in der Klinik festgelegten Stadien nach INSS-Kriterien genommen. So konnte gezeigt werden, dass bei den Analysen der Gewebeschnitte die zytogenetischen Ergebnisse eine sehr gute Ergänzung zu den klinischen Daten darstellen. Zum anderen wurde ein 7 Fluorochrom Multiplex Fluoreszenz in situ Hybridisierungs-System (M-FISH) für Maus Chromosomen entwickelt, welches ermöglicht, simultan alle 40 Maus-Chromosomen mit jeweils der gleichen Anzahl von Fluorochromen anzufärben und so die Spezifität und Sensitivität der Auswertung im Vergleich zu 5 Fluorochrom M-FISH zu verbessern. Mit diesem System sollte es möglich sein, einfache sowie komplexe zytogenetische Veränderungen verschiedener Mausmodelle zu untersuchen und eine sinnvolle Ergänzung zur konventionellen G-Banden Technik zu bieten.

Um die Anordnung von Chromosomen in Zellkernen der Interphase zu untersuchen, wurde ein Verfahren aus der Computergeometrie adaptiert. Dieser Ansatz basiert auf der Zerlegung von dreidimensionalen Bildvolumen mithilfe des Voronoi-Diagramms in konvexe Polyeder. Die graphenorientierte, geometrische Struktur dieses Verfahrens ermöglicht sowohl eine schnelle Extraktion von Objekten im Bildraum als auch die Berechnung morphologischer Parameter wie Volumina, Oberflächen und Rundheitsfaktoren. In diesem Beitrag wird exemplarisch die dreidimensionale Morphologie von XChromosomen in weiblichen Interphasezellkernen mithilfe dieser drei Parameter untersucht. Um diese Zellkerne mit lichtoptischen Methoden zu untersuchen, wurden die Territorien der X-Chromosomen mit einem molekularcytogenetischen Verfahren fluoreszierend dargestellt. Zur Unterscheidung des aktiven und inaktiven X-Chromosoms wurde das Barr-Körperchen zusätzlich markiert und mithilfe eines Epifluoreszenzmikroskops, ausgerüstet mit einer CCD-Kamera, aufgenommen. Anschließend wurden 1 2 - 2 5 äquidistante, lichtoptische Schnitte der X-Chromosomenterritorien mit einem konfokalen Laser Scanning Mikroskop (CLSM) aufgenommen. Diese lichtoptischen Schnitte wurden mithilfe des Voronoi-Verfahrens segmentiert und analysiert. Methoden aus der Computergraphik wurden zur Visualisierung der Ergebnisse eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, daß mithilfe des Voronoi-Verfahrens Chromosomen- Territorien anhand der morphologischen Parameter zuverlässig beschrieben werden können.