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FP7

intotoMorphogenesis Ergebnis in Kürze

Project ID: 268379
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Frankreich

Neue Mikroskope zur Beobachtung der Embryonalentwicklung

In der Entwicklungsphase finden verschiedene Prozesse statt, in denen die zelluläre Symmetrie aufgebrochen und die Spezifizierung von Körperzellen induziert wird. Europäische Wissenschaftler entwickelten eine neue Bildgebungstechnik, um diese Ereignisse im Einzelnen zu beschreiben.
Neue Mikroskope zur Beobachtung der Embryonalentwicklung
Die Embryonalentwicklung ist ein komplexer Prozess mit zeitlich und räumlich streng regulierten zellulären Ereignissen und Morphogenese. Trotz neuer Entwicklungen bei molekularbiologischen Verfahren ist die zelluläre Auflösung meist zu niedrig oder qualitative Analysen können nur an fixierten Embryonen durchgeführt werden. Grundlagenwissen zur dynamischen und stochastischen Interaktion großer Zellpopulationen fehlt somit. Auch ist noch nicht ganz geklärt, welche lokalen zellulären Interaktionen stattfinden, damit hochkomplexe Gewebestrukturen entstehen.

Das EU-finanzierte Projekt INTOTOMORPHOGENESIS (In toto imaging of embryonic morphogenesis: Collective cell movements and symmetry breaking) untersuchte diese komplexe Morphogenese daher in einem mehrdimensionalen dynamischen Ansatz mittels Fluoreszenzreportern, Mikroskopie und Bildverarbeitung. Auf diese Weise lässt sich die Dynamik großer Zellpopulationen im sich entwickelnden Embryo beobachten.

Mittels Bildgebung wurden in toto (im Ganzen) erstmals zelluläre Mechanismen von der Zellebene bis hin zum gesamten Organ oder Organismus quantitativ dargestellt. Die größte Hürde stellten dabei unerwünschte Interferenzen zwischen Bildgebungsmethode und biologischen Prozessen bzw. Lebensfähigkeit des Embryos dar. Außerdem waren zur Auswertung der komplexen Daten Computeranalysemethoden nötig.

Hierfür wurde eine 2-Photonen-FLSM-Methode (2-photon excited fluorescence light-sheet microscopy) für optimierte Bildtiefe, schnellere Aufnahme und weniger Invasivität entwickelt. Die Methode wurde dann an den Modellorganismen Zebrafisch und Drosophila validiert und in verschiedenen Studien für Bildverarbeitungs-Tools und neue Datenanalyseverfahren angepasst.

Insgesamt eignet sich die Technik für detaillierte Analysen der Herzentwicklung und Achsenspezifikation in der frühen Embryonalphase und funktionelle Bildgebung am Gehirn. Sie ist damit ein wichtiges Instrument, um künftige Forschungen zu wichtigen biologischen Aspekten in höchster Auflösung zu betreiben.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Mikroskopie, Embryonalentwicklung, INTOTOMORPHOGENESIS, In-toto-Bildgebung, Morphogenese
Datensatznummer: 188647 / Zuletzt geändert am: 2016-10-11
Bereich: Biologie, Medizin
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