Mithilfe der Gen-Schere CRISPR-Cas9 hat das Team um MDC-Forscher Jan Philipp Junker eine Technik entwickelt, mit der sie Art und Herkunft aller Zellen in einem Organismus gleichzeitig ermitteln können. Sie stellen sie in Nature Biotechnology vor.
LINNAEUS macht es möglich, die Herkunft jeder Zelle eines Zebrafischs zu verfolgen.
Dass Zellen die Bausteine des Lebens sind, steht in jedem Bio-Lehrbuch. Ihre Vielfalt offenbart sich jedoch erst jetzt. Denn nun zeigen Technologien wie die RNA-Sequenzierung, welche Gene in jeder einzelnen Zelle abgelesen werden. Anhand ähnlicher Expressionsprofile kann man sie systematisch ordnen.
"Wann immer wir uns ein Organ oder einen Organismus damit ansehen, finden wir nicht nur bekannte, sondern auch unbekannte und seltenere Zelltypen", sagt Dr. Jan Philipp Junker, Leiter der Arbeitsgruppe "Quantitative Entwicklungsbiologie" am Berlin Institute for Medical Systems Biology des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC). "Die nächste Frage liegt nahe: Woher kommen die verschiedenen Zelltypen?" Das Team um Junker stellt nun im Fachjournal Nature Biotechnology eine Technik namens LINNAEUS vor, mit der sie sowohl den Zelltyp als auch den Ursprung jeder Zelle analysieren können.
"Wir wollen die Flexibilität in der Entwicklung von Organismen verstehen", sagt Junker. Passiert während der embryonalen Entwicklung eine Störung, zum Beispiel durch eine Mutation oder durch Umwelteinflüsse, sorgen Reparaturmechanismen mitunter dafür, dass ein Lebewesen später gesund erscheint.
Nur die Herkunft der einzelnen Zellen verrät dann die wahre Geschichte – das Ausmaß der Störung sowie den Reparaturmechanismus. Selbst das Herz eines erwachsenen Zebrafischs kann sich nach einer Verletzung regenerieren.
"Wiederholt sich dabei ein entwicklungsbiologisches Programm oder passiert etwas Neues? Wandeln sich Zellen und übernehmen andere Aufgaben?", fragt Junker. In anderen Fällen fehlt ein Zelltyp und verursacht damit eine Erkrankung. Aus den Stammbäumen aller Zellen, die mit LINNAEUS möglich werden, können Forscherinnen und Forscher künftig neue Hypothesen zu solchen Fragen ableiten.
MEDICA.de; Quelle: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin