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Clusterbildung reagierten oder in denen sie ihre normale Verteilung beibehielten Auf diese Weise identifizierten sie auch eine physikalische Barriere im Bereich der Längsachse des Organismus an der die Zellen ihre Bewegungsrichtung ändern Methoden und Ergebnisse Für ihre Untersuchungen nutzten die Wissenschaftler die Eigenschaften von Urkeimzellen in Zebrafischembryonen Urkeimzellen sind die Vorläufer von Spermien und Eizellen und wandern in der Entwicklung vieler Organismen zu dem Ort an dem sich die Geschlechtsorgane ausbilden Normalerweise werden sie dabei von Chemokinen geleitet Dies sind Lockstoffe die von umliegenden Zellen gebildet werden und Signalwege in Gang setzen indem sie an Rezeptoren auf den Urkeimzellen binden Durch eine genetische Veränderung der Zellen deaktivierten die Wissenschaftler den Chemokinrezeptor Cxcr4b so dass die Zellen weiter beweglich blieben aber nicht mehr zielgerichtet wanderten Um über die räumliche Verteilung der migrierenden Urkeimzellen statistisch aussagekräftige Daten zu erhalten müssen wir uns mehrere Hundert Zebrafischembryonen anschauen denn ein einzelner Fisch hat in dem Entwicklungsstadium in dem die Zellen aktiv wandern durchschnittlich nur etwa 20 Urkeimzellen erläutert Sargon Groß-Thebing ebenfalls Erstautor und wie sein Kollege Biologiedoktorand im Graduiertenprogramm des Cells in Motion Interfaculty Centres der WWU Um die dreidimensionalen Daten mehrerer Embryonen digital übereinanderlegen zu können taten sich die Wissenschaftler aus der Biologie mit einem Team um den Mathematiker Prof Dr Martin Burger zusammen der damals ebenfalls an der WWU forschte und die Zusammenarbeit heute an der FAU fortsetzt Das Team entwickelte eine neue Software die es ermöglicht Mikroskopiedatensätze automatisiert zusammenzufügen und Muster in der Verteilung der Urkeimzellen zu erkennen Die Herausforderung Die einzelnen Zebrafischembryonen unterscheiden sich in ihrer Größe und Form und die Mikroskopieaufnahmen weichen in ihrer dreidimensionalen Ausrichtung voneinander ab Die Software mit dem Namen Landscape bringt die Bilder aller aufgenommenen Embryonen in eine Übereinstimmung miteinander Auf Grundlage einer Segmentierung der Zellkerne analysiert die Software zunächst die Größe und Form der Embryonen und gleicht diese an Anschließend erfolgt eine Korrektur der Körperausrichtung erklärt der Mathematiker Dr Daniel Tenbrinck ebenfalls Erstautor der Studie Dabei dient die Längsachse der Embryonen als Referenzstruktur die durch eine gewebespezifische Expression des sogenannten grün fluoreszierenden Proteins GFP markiert ist Im Fachjargon nennt sich der ganze Vorgang Bildregistrierung Die Wissenschaftler überprüften die Zuverlässigkeit ihrer Algorithmen indem sie mehrere Bilder desselben Embryos aufnahmen diese hinsichtlich Größe und Bildorientierung manipulierten und das Ergebnis der Bildregistrierung mit dem Originalbild verglichen Um ihre Methodik zu evaluieren nutzten sie zudem Mikroskopiebilder von sich normal entwickelnden Embryonen von denen bekannt ist an welchen Stellen sich Urkeimzellen anhäufen Die Forscher zeigten auch dass sich die Software bei Embryonen eines anderen Modellorganismus anwenden lässt der Taufliege Drosophila die eine länglichere Form als Zebrafischembryonen haben Mit dieser Methode analysierten die Wissenschaftler die Verteilung von rund 21 000 Urkeimzellen in 900 Zebrafischembryonen Originalpublikation Gross-Thebing Set al Using migrating cells as probes to illuminate features in live embryonic tissues Sci Adv 2020 6 eabc5546 DOI 10 1126 sciadv abc5546 Quelle Westfälische Wilhelms-Universität Münster www labo de 1-2 2021 37 The Original Filter Papers since 1883 www hahnemuehle com Protect what matters Food & Beverage Environment Diagnostic