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Zellen nach Bedarf

Zum einen haben wir spezialisierte Zellen, z. B. Leberzellen und Darmzellen. Zum anderen ändern sich die Aktivitäten jeder Zelle je nach Tageszeit. Beispielsweise produzieren unsere Darmzellen nach einem guten Essen Proteine, die die Verdauung unterstützen. Wenn die Sonne untergeht, beginnen bestimmte Gehirnzellen Proteine herzustellen, die uns beim Einschlafen helfen. Und wenn Sie das Pech haben, sich eine Erkältung einzufangen, werden Immunzellen aktiviert, um die Infektion zu bekämpfen.

Vorher, während und danach

Wie können die Forscher wissen, was die Zellen eines bestimmten Gewebes zu einem gegebenen Zeitpunkt tun? Sie müssen die Proteine untersuchen, die zu diesem Zeitpunkt im Gewebe vorliegen. Dies ist das Feld der „Proteomik“. Die Proteomik hilft nicht nur dabei, die Proteine zu identifizieren, sondern sie kann auch ihre Herstellung vergleichen, beispielsweise nach der Einnahme von Medikamenten, während einer Diät oder sogar während des Tag-Nacht-Zyklus.

Eine Landkarte der Proteine

Somit haben die Forscher die notwendigen Werkzeuge, um die Proteine zu beobachten, die beispielsweise morgens um 7:59 Uhr, oder eine Woche nach einer Behandlung, in unserem Blut vorkommen. Welche Werkzeuge sind das?

 

Im Labor können Wissenschaftler die Proteine aufgrund ihrer Größe und ihrer elektrischen Ladung in einem Gel auftrennen. Diese Technik nennt man 2D-Gelelektrophorese. Nach der Auftrennung der Proteine können die Wissenschaftler die Kollektion der im Gel verteilten Flecken studieren. Jeder Fleck ist ein bestimmtes Protein. Aber welches? Das Gel wird zunächst digitalisiert und mithilfe von bioinformatischen Programmen untersucht. Jeder Fleck, also jedes Protein, wird dann identifiziert, indem man die vorhandene Kollektion mit anderen bekannten Sammlungen vergleicht.

Unser Blut um 7:59 Uhr

Mehr als 600 Flecken wurden auf dieser Karte dank der bioinformatischen Software bestimmt. Die Bilder und ihre Auslegung sind in öffentlichen Datenbanken gespeichert.

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