06. august 2009

Liveoptagelser af celle-kommunikation

Ny avanceret målemetode i nanoskala kan øge vores viden om virusinfektioner og sygdomme i nervesystemet. Metoden kan på sigt få betydning for muligheden for at helbrede neurologiske sygdomme og sindslidelser som parkinsons og depression.

Det er forskerne fra Institut for Neurovidenskab og Farmakologi, Nano-Science Center ved Københavns Universitet, der står bag nyopdagelsen, som netop er blevet offentliggjort i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift PNAS.

Fra nerve til nanobeholder
Nerveceller kommunikerer med hinanden ved hjælp af vesikler - en slags beholdere i nanostørrrelse. Forstyrrelser af denne kommunikationsproces er skyld i mange sygdomme og mentale lidelser - for eksempel depression. Når nervesignaler går fra en nervecelle til en anden, sker det via vesikler fyldt med signalstoffer. Når beholderen fusionerer med den membran, der omgiver nervecellen, bliver signalstoffet frigivet til omgivelserne og kan opfanges af den næste nervecelle i rækken. Sådan kan nervesignaler sendes rundt i hele kroppen.

- Kontakt mellem vesikler og membraner er et essentielt skridt i mange vigtige biologiske processer. Vi kan nu måle størrelsen af kontaktområderne mellem vesikler og bestemme deres størrelse og form på nanoskala. Det betyder, at vi kan karakterisere de molekyler, som er involveret i fusionen. Den nye metode åbner store perspektiver for forskningen i neurologiske sygdomme og infektionssygdomme, siger lektor Dimitros Stamou, fra Institut for Neurovidenskab og Farmakologi, Nano-Science Center.

Forskerne kan bestemme form og størrelse af kontaktområde mellem vesikel og membran ved at måle farveintensitet fra fluorescerende molekyler. Til højre ses vesikel mærket med acceptor fluorescens molekyler, som kun vil lyse, når de er meget tæt på donor molekyler, der sidder på overfladen (venstre). Den samme proces for lysoverførsel er beregnet og plottet i det midterste billede.

 

Afslørende lys
Forskerne bruger metoden kaldet FRET (Fluorescens Resonans Energy Transfer). Metoden er velkendt - det nye er måden, forskerne bruger den på. De fremstiller vesikler i laboratoriet, som indeholder fluorescerende donor-molekyler og fastspændte membraner med modtager-molekyler. Når de to forskellige fluorescerende molekyler er tæt på hinanden, vil der blive udsendt lys, som forskerne kan måle som tegn på vesikel-fusion. Ved at måle på det udsendte lys har forskerne fundet nye måder at bestemme vesiklers form i nanoskala opløsning.

- Vi har længe manglet en metode til at måle fusionen mellem vesikel og membran på nanoskala i det øjeblik processen foregår. Indtil nu har det kun været muligt at få et fastfrosset billede af processen - og kun på mikroskala. Med den nye metode kan vi på nanoskala måle ændringer af vesikelstørrelse live under fusionen, siger Dimitros Stamou.

Kontakt
Lektor Dimitrios Stamou, stamou@nano.ku.dk , 35 32 04 79 eller 41 16 04 68

Kommunikationsmedarbejder Gitte Frandsen, gf@nano.ku.dk , 28 75 04 58

Link til artikel i PNAS.