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Neue Erkenntnisse zur Biochemie der Einzelzelle

Zellen können dieselben genetischen Informationen tragen (Genom), sich jedoch aufgrund ihres Phänotyps in ihren Charakteristika voneinander unterscheiden. Die Klärung dieser Differenzen erfordert technologische Kapazitäten und Auflösungen auf Einzelzellebene.
Neue Erkenntnisse zur Biochemie der Einzelzelle
Neuere Untersuchungen führten zur Entwicklung von Microarrays für Massenspektrometrie (MAMS) zur Analyse auf Einzelzellebene. Die Teilnehmer des von der EU finanzierten DISC-MS-Projekts haben diese Technik erfolgreich am einzelligen eukaryotischen Modellorganismus Saccharomyces cerevisiae validiert. Die analytische Methodik und die gewonnenen biologischen Daten wurden durch die Beobachtung der Zellantworten auf Umwelt- und Genveränderungen validiert.

Die durch die Teilnehmer des Projekts DISC-MS an S. cerevisiae durchgeführte Pilotstudie ergab, dass die phänotypischen Unterschiede mit variierenden Fructose-1,6-bisphosphat (F-1,6-BP)-Niveaus in den Zellen korrespondierten. Bei F16BP handelt es sich um einen Metaboliten, von dem angenommen wird, dass er bei ischämischen Verletzungen (mangelnder Blutversorgung) schützend wirkt.

Der große Erfolg der Projektergebnisse führte zu drei wissenschaftlich begutachteten Publikationen und zur Einrichtung eines unabhängigen Forschungsprojekts für einen der Teilnehmer. Die Ergebnisse sind auf der Projektwebsite verfügbar und wurden auf wichtigen Konferenzen und in Workshops präsentiert.

Diese validierte MAMS-Plattform kann nun zur Erforschung der Metabolomik in Einzelzellen und anderen Organismen verwendet werden. Erstmals in der Geschichte können Metabolomvariationen zwischen Zellen untersucht und Eigenschaften identifiziert werden, die die Anpassungsfähigkeit und Robustheit erhöhen. Diese Technik ermöglicht auch die Schaffung genauerer biologischer Modelle für die Untersuchung medikamentenresistenter Phänotypen auf Basis der metabolischen Aktivität.

Diese innovative Technik verschafft der EU die führende Position am Biotechnologiesektor, insbesondere auf dem Gebiet der Metabolomik.

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