Beiträge unseres Instituts für die Jahrbücher der Max-Planck-Gesellschaft

Beiträge unseres Instituts für die Jahrbücher der Max-Planck-Gesellschaft

2018

  • Chromatinarchitektur während der frühen Embryonalentwicklung

    2018 Vaquerizas, Juan M.

    Die korrekte dreidimensionale Organisation des Chromatins im Zellkern ist eine fundamentale Grundbedingung für das ordnungsgemäße Funktionieren des Genoms. Mutationen in Elementen, die diese Architektur bestimmen, führen zu Entwicklungsstörungen und Krebs. Bei der Bestimmung der Chromatinstruktur in präzise selektierten Entwicklungsstadien von Drosophila-Embryonen entdeckten die Max-Planck-Forscher eine dramatische Reorganisation, die zeitlich mit der zygotischen Genomaktivierung zusammenfällt.

2017

  • Herzmuskelgewebe aus pluripotenten Stammzellen - wie das geht und wozu es zu gebrauchen ist

    2017 Greber, Boris
    Pluripotente Stammzellen gelten als wahre Schatzkiste - aus ihnen können theoretisch sämtliche Gewebe des menschlichen Körpers erzeugt werden, zum Beispiel von selbst schlagendes Herzmuskelgewebe. Wie dies funktioniert und wie der Prozess besser kontrolliert werden kann, wurde nun herausgefunden. Das Prinzip: Zelluläre „Steuerungshebel“ müssen zur richtigen Zeit umgelegt werden. Dieses eigentlich erstaunlich einfache Verfahren lässt sich nutzen, um an Herzmuskelzellkulturen die Ursachen genetisch bedingter Herzkrankheiten zu ergründen und mögliche Wirkstoffe zu testen.

2016

  • Proteinfaltung – auf das richtige Tempo kommt es an

    2016 Leidel, Sebastian A.
    Proteine sind die Arbeitstiere aller Zellen und funktionieren nur, wenn sie richtig gefaltet sind. Forscher konnten durch Messungen zeigen, dass die richtige Geschwindigkeit bei der Herstellung darüber entscheidet, ob die Faltung stimmt. Funktionieren diese Prozesse nicht richtig, verklumpen die Proteine. In Mäusen führt das zu Entwicklungsdefekten, da ihre Hirnzellen ein falsches Differenzierungssignal empfangen. Die Experimente beantworten eine grundlegende Frage der Molekularbiologie und haben Konsequenzen für die Erforschung einiger degenerativer Erkrankungen und für die Biotechnologie.

2015

  • Blutgefäße im Skelettsystem steuern die Knochenbildung

    2015 Kusumbe, Anjali P.; Ramasamy, Saravana K.; Adams, Ralf H.
    Blutgefäße versorgen den gesamten Organismus mit lebenswichtigem Sauerstoff und Nährstoffen, sind aber in vielen Organen auch eine wichtige Quelle von Steuerungssignalen. Im Skelettsystem setzen bestimmte Kapillaren Signalmoleküle frei, die dann die Bildung von Knochenvorläuferzellen und damit die Knochenbildung regulieren. Im alternden Organismus fehlen diese Blutgefäße und die Erneuerung des Knochengewebes ist zunehmend eingeschränkt. Neue Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass in solchen Situationen die Neubildung von Blutgefäßen im Knochen therapeutisch relevant sein könnte.

2014

  • Regenerationswunder Plattwurm – ohne Stammzellen geht nichts

    2014 Bartscherer, Kerstin
    Planarien sind wahre Meister der Regeneration: sie können jedes Körperteil nach Amputation neu bilden, eine Fähigkeit, die auf ein großes Stammzellvorkommen zurückzuführen ist. Wissenschaftler haben nun ein Analyseverfahren etabliert, mit dem sie die Zusammensetzung dieser Plattwurm-Stammzellen und die Lebensdauer ihrer Proteine genauer unter die Lupe nehmen können. In darauffolgenden Experimenten wurde bereits ein Protein entdeckt, welches essenziell für den Erhalt des Stammzellpools in Planarien ist. Ein verwandtes Protein könnte auch in den pluripotenten Stammzellen von Säugern aktiv sein.
  • Wie Unterschiede im Blutfluss die Vernetzung der Blutgefäße beeinflussen

    2014 Siekmann, Arndt
    Über ein verzweigtes Netzwerk kleiner Röhren pumpt unser Herz Blut bis in die entlegensten Bereiche unseres Körpers. Dies ist wichtig, damit alle Organe mit genügend Sauerstoff versorgt werden. Doch wie stellt das Blutgefäßsystem eine optimale Vernetzung dieser Röhren sicher? Ergebnisse von Forschern des Max-Planck-Instituts für molekulare Biomedizin zeigen, dass Unterschiede im Blutfluss entscheidend die Neubildung oder das Absterben von Blutgefäßen steuern. Diese Entdeckungen könnten Aufschluss darüber geben, warum es bei einigen Erkrankungen zur Unterversorgung des Gewebes mit Blut kommt.

2013

  • Molekulare Mechanismen bei Entzündungsreaktionen

    2013 Zarbock, Alexander
    Die Auswanderung von Leukozyten aus dem Gefäßsystem in entzündetes Gewebe ist Teil des angeborenen Immunsystems und verläuft kaskadenförmig. Der erste Kontakt zwischen Leukozyten und Endothelzellen der Gefäßwand wird durch Selektine vermittelt, gefolgt vom „Rollen“ und dem Integrin-vermittelten „Arrest“. Rollende Leukozyten sammeln verschiedene proinflammatorische Signale, die die Adhäsion und Transmigration von Leukozyten induzieren. Verschiedene Signalwege führen zur Integrin-Aktivierung, wobei auch Mechanismen existieren, die eine Inaktivierung von Integrinen bewirken.

2012

  • Wie Leukozyten die Wand der Blutgefäße durchdringen

    2012 Schulte, Dörte; Broermann, Andre; Nottebaum, Astrid; Kiefer, Friedemann, Butz, Stefan; Vestweber, Dietmar
    Wissenschaftler am MPI für molekulare Biomedizin in Münster haben erstmals zeigen können, auf welchem Weg die große Mehrzahl von Leukozyten durch die Gefäßwand der Blutgefäße hindurchwandert, wenn sie in infizierte und geschädigte Gewebe des Körpers einwandern. Außerdem gelang es den Wissenschaftlern, einen Schalter zu definieren, der die Passage durch die Blutgefäßwand öffnet. Die Identifizierung dieses neuen Mechanismus könnte neue Möglichkeiten zur Behandlung von Entzündungskrankheiten eröffnen.

2011

  • Leukozyten regulieren die Entwicklung von Lymphgefäßen

    2011 Böhmer, Ruben; Neuhaus, Brit; Bühren, Sebastian; Zhang, Dayong; Kiefer, Friedemann
    Blut- und Lymphgefäße sind das Verkehrsnetz unseres Körpers. Arterien versorgen Gewebe mit Nährstoffen und Sauerstoff, während Venen Stoffwechselendprodukte und Kohlenstoffdioxid abtransportieren. Vom Blutkreislauf streng getrennt verläuft das Lymphgefäßsystem, das Gewebsflüssigkeit und weiße Blutkörperchen in die Venen zurückleitet und somit für das Immunsystem wichtig ist. Die Trennung der Gefäßsysteme ist ein aktiver Prozess, in dem Blutzellen eine große Rolle spielen: Sie beeinflussen das Wachstum von Lymphgefäßen. Dies ist für zukünftige Therapien von Gefäßerkrankungen von Bedeutung.

2010

  • Identifizierung eines molekularen „Schalters“ für das Wachstum von Blutgefäßen

    2010 Benedito, Rui; Roca, Cristina; Sörensen, Inga; Adams, Susanne; Gossler, Achim; Fruttiger, Marcus; Bixel, M. Gabriele; Adams, Ralf H.
    Wissenschaftler am MPI für molekulare Biomedizin in Münster haben erstmals gezeigt, dass sich das Wachstum von Blutgefäßen wie mit einem Schalter an- oder abschalten lässt. Der neu entdeckte Steuermechanismus reagiert auf zwei Proteine auf der Zelloberfläche, deren gegensätzliche Funktion für das notwendige Gleichgewicht bei der Bildung neuer Gefäßverzweigungen wichtig ist. Diese Forschungsergebnisse könnten neue Möglichkeiten zur Behandlung von Gefäß- und Krebserkrankungen eröffnen.

2009

  • Sanfter Reset: Körperzellen lassen sich leichter reprogrammieren als erwartet

    2009 Kim, Jeong Beom; Zaehres, Holm; Schöler, Hans R.
    Forscher des MPI für molekulare Biomedizin in Münster haben einen wichtigen Fortschritt auf dem Weg zu patienteneigenen Stammzellen erzielt. Ihnen ist es gelungen, ausgereifte Körperzellen mit weniger Eingriffen als bisher nötig in ihren embryonalen Urzustand zurückzuversetzen: Statt eines „Cocktails“ aus vier Genen benötigten die Wissenschaftler lediglich zwei. Dadurch könnten künftige Stammzelltherapien einfacher und sicherer werden.

2008

  • Vom Ei zum Embryo: Die erste Weiche stellt der Zufall

    2008 Dietrich, Jens-Erik; Hiiragi, Takashi
    Die Natur hat es Säugern nicht leicht gemacht. Zwar gehen sie wie jedes Wirbeltier aus einer befruchteten Eizelle hervor. Doch anders als bei Fisch oder Frosch kann der Embryo allein nicht gedeihen. Nur wenn es ihm nach wenigen Teilungen gelingt, sich mit seinen äußeren Zellen in der Gebärmutter einzunisten, wächst aus den inneren ein Fötus heran. Lange war unklar, wann die Embryo-Zellen erstmals verschiedene Wege einschlagen. Forscher des MPI für molekulare Biomedizin sind der Antwort jedoch ein gutes Stück näher gekommen.

2007

  • Entwicklung und Barrierefunktion der Blutgefäßwand

    2007 Vestweber, Dietmar
    Endothelzellen bilden die innere Zellschicht der Blutgefäße. Sie bestimmen darüber, wo und wann im Körper die Abwehrzellen des Immunsystems aus dem Blut in Gewebe übertreten. Dieser Vorgang leitet Entzündungsreaktionen ein und hält sie in Gang. Die molekularen Grundlagen der Zell-Erkennung und der Anheftung von Leukozyten an das Endothel sowie der Wanderung von Leukozyten durch die Gefäßwand (Diapedese) bilden eines der Hauptthemen der Abteilung für vaskuläre Biologie am MPI für molekulare Biomedizin.

2006

  • Umprogrammierung von Körperzellen in pluripotente Stammzellen

    2006 Cantz, Tobias; Do, Jeong Tae; Schöler, Hans
    Körperzellen können durch Fusion mit embryonalen Stammzellen zu einem pluripotenten Phänotyp umprogrammiert werden, das heißt sie erhalten die Fähigkeit, alle Zelltypen eines Organismus bilden zu können. Die Faktoren, die dies vermitteln, scheinen mit dem Zellkern der pluripotenten embryonalen Stammzellen assoziiert zu sein und können sowohl neurale Vorläuferzellen als auch vollständig differenzierte Kumuluszellen (Hüllzellen der Eizelle) auf ein pluripotentes Stadium zurücksetzen. Die so umprogrammierten Zellen zeigen zwar ein normales Differenzierungspotenzial, besitzen aber einen doppelten Chromosomensatz. Dies ist Grundlage weiterer Fragestellungen der gegenwärtigen Projekte der Abteilung Zell- und Entwicklungsbiologie am MPI für molekulare Biomedizin in Münster.

2005

  • Endothelzellen: Barriere zwischen Blut und Gewebe

    2005 Vestweber, Dietmar
    Zur Abwehr von Infektionen müssen Leukozyten aus dem Blut heraus in Gewebe eindringen. Dieser Vorgang, der zur Entstehung von Entzündungen führt und sie in Gang hält, wird durch die Grenzschicht des Endothels, der inneren Zellauskleidung von Blutgefäßen, kontrolliert. Während der Mechanismus der Anheftung von Leukozyten an das Endothel heute im Prinzip recht gut verstanden ist, ist der Prozess des Hindurchwanderns der Leukozyten durch die Blutgefäßwand (Diapedese) noch weitgehend ungeklärt. Es gilt als wahrscheinlich, wenn auch nicht unumstritten, dass Leukozyten parazellulär, also durch die Kontakte endothelialer Zellen hindurch in Gewebe eindringen. Eines der Hauptziele einer Arbeitsgruppe am MPI für molekulare Biomedizin in Münster ist es, die daran beteiligten molekularen Mechanismen zu identifizieren und zu verstehen.

2004

  • Genexpression und Funktion der Gene in der Keimbahn der Maus

    2004 Schöler, Hans R.
    Säuger müssen, um sich fortzupflanzen und dadurch die Aufrechterhaltung der Art zu gewährleisten, Oozyten und Spermien bilden. Embryonale Stammzellen differenzieren in Kultur in Oogonien, die in Meiose (Reifeteilung) eintreten und gemeinsam mit anheftenden Zellen follikelähnliche Strukturen bilden können. Diese können im weiteren Verlauf Gebilde hervorbringen, die große Ähnlichkeit mit frühen embryonalen Entwicklungsstadien der Maus besitzen. Oogenese, die Entwicklung zum reifen Ei, in Kultur ist für unterschiedliche biologische und medizinische Bereiche von Bedeutung. Biologische Studien, die durch dieses System erleichtert werden könnten, sind unter anderem Funktionsstudien zur Induktion von Urkeimzellen, zur Wechselwirkung von somatischen Zellen und Keimzellen oder Studien zur genetischen Reprogrammierung nach Kerntransfer in Eizellen. Ein großes Potenzial sehen die Wissenschaftler um Hans R. Schöler aber auch in der medizinischen Anwendung. Sie vermuten, dass durch Oogenese in Kultur Grundlagen der Fertilität und Probleme der Infertilität besser untersucht werden können und durch dieses In-vitro-System der Einfluss von Wirk- und Schadstoffen auf die Gametogenese, die Entwicklung der Geschlechtszellen, bestimmt werden kann. Ein Hauptaugenmerk wird sein, die künstlichen Eizellen zum Kerntransfer und zur Gewinnung körpereigener embryonaler Stammzellen einzusetzen.
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